十字路口交通灯控制器.doc

微机接口课程设计
十字路口交通灯控制器
设计题目:十字路口交通灯控制器
二、设计目的:
通过对红绿黄LED发光二极管的控制,熟练掌握8255A可编程并行接口的编程方法。编写程序控制8255A可编程并行接口芯片,使实验台上的红、绿、黄发光二极管按照十字路口交通信号灯的燃灭规律发光。
设计要求
系统可以提供4MHz时钟,要求由8253构成定时电路,产生定时时间,每30秒钟修改一次灯的状态;采用8255控制个方向指示灯(不考虑驱动能力),用LED数码管显示剩余时间,要由74LS138构成完整的译码电路。
四、设计分析:
(一)设计原理:
通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭。A口控制红灯,B口控制黄灯,C口控制绿灯。输出为0则亮,输出为1则灭。用8253定时来控制变换时间。
设有一个十字路口,1、3为南,北方向,2、4为东西方向,初始态为4个路口的红灯全亮。之后,1、3路口的绿灯亮,2、4路口的红灯亮,1、3路口方向通车。延迟30秒后,1、3路口的绿灯熄灭,而1,3路口的黄灯开始闪烁(1HZ)。闪烁5次后,1、3路口的红灯亮,同时2、4路口的绿灯亮,2、4路口方向开始通车。延迟30秒时间后,2、4路口的绿灯熄灭,而黄灯开始闪烁。闪烁5次后,再切换到1、3路口方向。之后,重复上述过程。
要求使用可编程并行接口8255,8088CPU,双色灯,PC机等实现。
(二).部分所使用的芯片及其原理:
(1)8255的基本功能:
Intel公司生产的可编程并行接口芯片8255A已广泛应用于实际工程中,例如8255A与A/D、D/A配合构成数据采集系统,通过8255A连接的两个或多个系统构成相互之间的通信,系统与外设之间通过8255A交换信息,等等,所有这些系统都将8255A用作为并行接口。
8255A为一可编程的通用接口芯片。它有三个数据端口A、B、C,每个端口为8位,并均可设成输入和输出方式,但各个端口仍有差异:
端口A(PA0~PA7):8位数据输出锁存/缓冲器,8位数据输入锁存器;
端口B(PB0~PB7):8位数据I/O锁存/缓冲器,8位数据输入缓冲器;
端口C(PC0~PC7):8位输出锁存/缓冲器,8位输入缓冲器(输入时没有锁存);在模式控制下这个端口又可以分成两个4位的端口,它们可单独用作为输出控制和状态输入。
端口A、B、C又可组成两组端口(12位):A组和B组,。在每组中,端口A和端口B用作为数据端口,端口C用作为控制和状态联络线。
在8255A中,除了这三个端口外,还有一个控制寄存器,用于控制8255A的工作方式。因此8255A共有4个端口寄存器,分别用A0和A1指定:
A1=0,A0=0,表示访问端口A;
A1=0,A0=1,表示访问端口B;
A1=1,A0=0,表示访问端口C;
A1=1,A0=1,表示访问控制寄存器;
在本实验中使用的工作方式为方式0----基本输入输出:将端口信号线分成4组,分别由方式控制字的D3、D2、D1、D0控制其传送方向,当某位为1时,相应的端口数据线设置成输入方式;当某位为0时,相应的端口数据线设置成输出方式。例如,当方式控制字设置成1000 1010B时,端口A与端口C的低4位数据线设置成输出方式,端口B与端口C的高4位数据线设置成输入方式。特别注意,当将C口的低4位设置成同一传送方向时,则端口C可用作为独立的端口,因此,8255A提供了3个独立的8位端口。
(2)8253的基本功能:
含有3个独立的16位计数器,能够进行3个16位的独立计数。每一个计数器具有六种工作方式; 能进行二进制/十进制计数(减法计数); 计数频率为0~2 MHz; 可作计数器或定时器。其内部结构如图:
8253支持二进制计数或十进制计数。二进制计数很容易理解,每来一个计数脉冲计数器的值减l。所谓十进制计数,是指BCD码计数,每个计数器可表示4位十进制数的BCD码,每来一个计数脉冲时,按照十进制数减1规律进行计数。例如,当前的计数值为1000 0l0l 0000 0000(8500),来一个计数脉冲后,变为1000 0100 1001 1001(8499)。
8253的引脚信号与内部结构:8253为24脚,双列直插封装。和8255A一样,其内部有一个三态数据缓冲器,以保证未选中时内部数据线和系统数据总线是“脱开”的。三个计数器在使用时是独立的。每一个计数器对外有三个引脚:CLK为计数脉冲输入,GATE为门控信号(允许/禁止计数),OUT为输出信号。每一个计数器占用一个I/O端口地址,加上控制字口,一片8253共占用4个I/O端口地址。和8255A一样,8253也设置了两个用于端口寻址的引脚A1和A0。这两个信号与片选信号、C