微机原理课程设计报告---红绿灯

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1、一、设计要求(1)南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮5秒。(2)南北路口的黄灯闪烁若干次，维持3秒，同时东西路口的红灯。(3)南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮5秒。(4)南北路口的红灯、同时东西路口的黄灯亮烁若干次，维持3秒。（5）转(1)重复。（6）紧急情况可以手动控制红绿灯的变换。一个开关控制南北绿，东西红，另一个按钮南北红，东西绿。（7）黄灯闪烁时扬声器发声，提醒。二、设计目的（1）了解红绿灯电路的基本工作原理；（2）了解8086微型计算机的工作过程；（3）学习8086CPU与外围设备的接口技术。（4）运用微机原理与接口技术、数字电路、汇编语

2、言程序设计等课程学到的知识，掌握微型计算机接口的方法和原理，具备一定的微机应用开发的实践能力，加深对理论课程的理解。三、设计的具体实现原理框图-18-3.1系统概述本次设计是模拟交通灯实时控制系统，以8086CPU为核心加以并行接口芯片8255、可编程计数器/定时器8253、LED灯、开关等组成的系统。以LED灯模拟十字路口的红绿灯。对交通灯控制的实现主要是通过编写汇编语言程序对8255的I/O及8253进行控制，从而实现对灯的亮与灭进行控制。PC口做输入，读取定时，及应急开关状态。用8253对扬声器的发声进行控制，利用软件编程给定8253芯片某一频率的

3、方波信号，并且设定8255芯片的门控信号PB0=1,则可控制扬声器发声。利用8253的计数器1方式3、计数器0方式0实现对扬声器的控制，以及对于交通灯亮灭时间的精确延时。3.28086CPU介绍8086由执行部件和总线接口部件组成（内部结构图如下图）8086内部结构图1.执行部件EU由算术逻辑单元（ALU）、标志寄存器、通用寄存器组和EU控制器等部件组成。-18-主要功能是执行指令：一般顺序执行，EU不断地从指令队列中取指令连续执行，而省去访问存储器取指令的时间。需要访问存储器取操作数时，EU将访问地址送给BIU后，将要等待操作数到来后才能继续操作；遇到

4、转移类指令时，要将指令队列中的后续指令作废，等待BIU重新从存储器取出目标地址中的指令代码进入指令队列后，EU才能继续执行指令。算术逻辑单元（ALU）完成16位或8位的二进制运算；16位暂存寄存器用来暂存参加运算的操作数。运算结果通过内部总线送到通用寄存器组或BIU的内部寄存器中等待写入存储器。经ALU运算后的结果特征置入标志寄存器中保存。负责从BIU的指令队列中取指令，并对指令译码；据指令要求向EU内部各部件发出控制命令以完成各条指令的功能。2.总线接口部件BIU由地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器和总线控制电路等部件组成；主要功能是形成访问存储

5、器的物理地址，负责与外部（存储器或I/O接口）打交道。（1）指令队列可存放6字节的指令代码。一般情况下指令队列中总是填满指令，使EU可不断地得到执行的指令。（2）16位地址加法器专门用来完成由逻辑地址变换成物理地址的功能。实际上是进行一次地址加法，将两个16位的逻辑地址转换为20位的物理地址，以达到可寻址1M字节的存储空间。（3）总线控制电路将8086CPU的内部总线与外部总线相连，是8086CPU与外部交换数据的必经之路。包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线。3.3可编程并行接口芯片82553.3.18255内部结构8255是Intel公

6、司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。-18-8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。8255内部结构1.与CPU连接部分根据定义，8255能并行传送8位数据，所

7、以其数据线为8根D0～D7。由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1。此外CPU要对8255进行读、写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚编号如下：　（1）数据总线DB：编号为D0～D7，用于8255与CPU传送8位数据。　（2）地址总线AB：编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与控制寄存器。（3）控制总线CB：片选信号、复位信号RESET、写信号、读信号。当CPU要对8255进行读、写操作时，必须先向8255发片选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信号

8、对8255进行读或写数据的操作。-18-2.与外设接口部分　　根据定义，8255