微机硬件课程设计——交通灯模拟系统（简约版）_微机交通灯控制系统

讲解详细的版转下一篇

一、实验题目

通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制。本项目中，交通灯显示规律较复杂，加上剩余时间的实时显示有一定技术含量，属于中等难度的题目。

二、实验目的

通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制，进一步掌握并行口的使用、定时器的定时和LED数码管的动态显示。

三、实验要求

利用8255端口C控制LED发光管。LED发光管L7（红）、L6（黄）、L5（绿）作为南北路口的交通灯与8255的PC7、PC6、PC5相连，L2（红）、L1（黄）、L0（绿）作为东西路口的交通灯与PC4、PC3、PC2相连。编程使六个灯按交通灯变化规律亮灭。十字路口的交通灯的变化规律要求：
（1）南北路口的绿灯、东西路口的红灯同时亮30秒。
（2）南北路口的黄灯闪烁6秒，同时东西路口的红灯继续亮。
（3）南北路口的红灯、东西路口的绿灯同时亮30秒。
（4）南北路口的红灯继续亮、同时东西路口的黄灯亮闪烁5秒。
（5）转（1）重复。
扩充功能：
（1）用8254实现硬件延时和两位倒计时数码管显示。
（2）增加菜单显示基本功能
（3）按“enter”键，实现两个路口只有红灯亮，紧急状态1
（2）按“1”键，实现南北绿灯，东西红灯一直保持亮，紧急状态2
（3）按“2”键，实现南北红灯，东西绿灯一直保持亮，紧急状态3
（4）按下“空格”键，可以实现从紧急状态返回到正常状态
注：这三个紧急状态不会有数码管倒计时显示，只有返回正常状态才有倒计时显示

四、实验仪器

TPC-ZK-USB实验箱

实验箱结构：

五、实验箱接线：

1、实验箱接线图

2、实验箱接线详情

（虽然上图拍的够清晰，但是细看还是费劲，所以补充下面）
先找到8255、LED、8254/8253、I/O译码、总线区、时钟、扩展实验区：
8255地址
（8255）CS ————Y1（288H~28bH，I/O译码）
8255-LED
（8255）PC7————L7（红灯，LED模块）
（8255）PC6————L6（黄灯，LED模块）
（8255）PC5————L5（绿灯，LED模块）
（8255）PC4————L2（红灯，LED模块）
（8255）PC3————L1（黄灯，LED模块）
（8255）PC2————L0（绿灯，LED模块）
位选：
（8255）PC1————S1（倒计时十位，数码管位选）
（8255）PC0————S0（倒计时个位，数码管位选）
段选：
（8255）PA0————a（数码管a段，段选）
（8255）PA1————b（数码管b段，段选）
（8255）PA2————c（数码管c段，段选）
（8255）PA3————d（数码管d段，段选）
（8255）PA4————e（数码管e段，段选）
（8255）PA5————f（数码管f段，段选）
（8255）PA6————g（数码管g段，段选）
（8255）PA7————h（数码管h段，段选）
8254地址（8254和8253差不多）
（8254）CS ————Y0（280H~287H，I/O译码）
8254通道接口
（8254）CLK0————1MHZ（时钟）
（8254）GATE0————+5V（扩展实验总区）
（8254）OUT0————CLK1（8254）
（8254）GATE1————+5V（扩展实验总区）
（8254）OUT1————MIRQ3总线区）

六、代码：

.model small
.data
DENG   db  30h,50h,10h,50h,10h,50h,10h     ;六个灯P7~P5:L7~L5
                    ;P4~P2:L2~L0
       db  84h,88h,80h,88h,80h,88h,80h     ;灯的状态数据
       db  0ffh                          ;结束标志
DENG1   db   90H;出现故障两个方向红灯全亮
led    byte 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh    ;段码
ledDENG byte 40h;0100 0000;hgfedcba,40是-
buf    byte 3,0           ;存放要显示的十位和个位
bz    word ?           ;位码  ;没用上
N      word 0          ;控制灯显示
flag   byte 0             ;存放灯状态,有绿灯为0，黄灯非0
intseg    dw ?           ;存段基地址
intoff    dw ?           ;存原中断服务程序的偏移地址
intimr    db ?           ;存中断控制字

MESSAGE DB  '-------------------------------MENU-------------------------------',13,10, '1.Press any key to start',13,10,'2.Press the enter button to enter an emergency state',13,10,'3.Press"1"to maintain control in the north-south direction',13,10,'4.Press"2"to maintain control in the east-west direction ',13,10,'5.Press the Space bar to end the emergency state ',13,10,'-----------------------------------------------------------------',13,10,0
.code  
start:
    mov   ax,@data
    mov   ds,ax
    mov ah,9
    mov dx,offset MESSAGE
    int 21h
    mov ah,1
    int 21h

    mov   dx,28bh
    mov   al,80h                ;将8255设为A和C口输出
    out   dx,al           
 
    mov   al,0              ;关掉数码管显示
    mov   dx,28ah
    out   dx,al

    mov   ax,350bh    ;中断设置
    int   21h
    mov   intseg,es
    mov   intoff,bx
    ;
    cli
    push  ds                     ;设置新中断向量表项
    mov   dx,offset intproc   
    mov   ax,seg intproc
    mov   ds,ax
    mov   ax,250bh
    int   21h
    pop   ds
    ;
    in    al,21h                             
    mov   intimr,al
    and   al,0f7h
    out   21h,al

    mov   dx,283h      ;向8253写控制字
    mov   al,36h       ;使通道0为工作方式3;0011 0110
    out   dx,al
    mov   ax,1000      ;写入循环计数初值1000
    mov   dx,280h
    out   dx,al        ;先写入低字节
    mov   al,ah
    out   dx,al        ;后写入高字节

    mov   dx,283h
    mov   al,76h       ;设8253通道1工作方式3
    out   dx,al
    mov   ax,1000      ;写入循环计数初值1000
    mov   dx,281h
    out   dx,al        ;先写低字节
    mov   al,ah
    out   dx,al        ;后写高字节

    sti
a:
    mov  N,0 
again:
    mov   bx,N
    mov   al,DENG[bx]
   
    mov   dx,28ah    ;c口
    out   dx,al           ;点亮相应的灯
    cmp   al, 0ffh  ;判断是否是结束状态标识
    jz    a   ;返回到初始灯的状态初值
       ;数码管显示
    mov   bl,buf      ;bl为要显示的十位数
    mov   bh,0
    mov   al,led[bx]  ;求出对应的led数码
    mov   dx,288h     ;自8255的A口输出（A口数码管）
    out   dx,al
    mov   al,2        ;使左边的数码管亮
    mov   dx,28ah     ;十位的位码用PC1
    out   dx,al
    call  delay      ;延时

    mov   al,0       ;关掉数码管显示（避免重影）
    mov   dx,28ah
    out   dx,al

    mov   bl,buf+1      ;bl为要显示的数（buf的第二位（地址））
    mov   bh,0
    mov   al,led[bx]    ;求出对应的led数码
    mov   dx,288h       ;自8255的A口输出
    out   dx,al
    mov   al,1         ;使右边的数码管亮
    mov   dx,28ah
    out   dx,al
    call  delay        ;延时
    
    mov  al,0               ;关掉数码管显示
    mov  dx,28ah
    out  dx,al
    
    mov  ah,06h   ;控制台输入输出
    mov dl,0ffh  ;选择输入
    int  21h
    jmp st1

st1:
    cmp al,13
    jne  st2  ;zf=0跳转       ;enter键按下红灯
    jmp ans1

st2: cmp al,49    ;“1”键
    jne st3
    jmp ans2
st3: cmp al,50     ;“2”键
     jne again
     jmp ans3
ans1:;全红灯
    mov dx,28ah
    mov al,90h
    out dx,al
    
    mov  ah,06h   
    mov dl,0ffh
    int  21h
    cmp al,32
    jne  a1
      
    jmp  again

    jmp ans1
a1:  jmp ans1
a2:  jmp ans2
a3: jmp  ans3
ans2:;东西红，南北绿
    mov dx,28ah
    mov al,30h
    out dx,al
   mov  ah,06h   ;KZTSRSC
    mov dl,0ffh
    int  21h
    cmp al,32
    jne  a2
    jmp  again
  
    jmp ans2
ans3:;东西绿，南北红
    mov dx,28ah
    mov al,84h
    out dx,al
   mov  ah,06h   ;KZTSRSC
    mov dl,0ffh
    int  21h
    cmp al,32   ;空格键
    jne  a3
    jmp  again
   
    jmp ans3
                   
    ;中断向量设置
    cli;CPU执行清中断标志位指令cli，使IF标志位为0，
    ;CPU不响应中断。
    ;其目的是为了保证后续内部的初始化设置不受外界的干扰
    mov al,intimr
    out 21h,al;然后CPU执行IO的写指令，
    ;根据提供的8259奇地址端口的端口地址21h，
    ;将经过处理后的屏蔽字，写到屏蔽寄存器IMR中
    mov dx,intoff
    mov ax,intseg
    mov ds,ax
    mov ax,250bh;将立即数250fh传送到ax寄存器。
    ;这样ah的值为25h，al的值为0fh。
    int 21h;CPU执行中断指令,中断类型号21h
    sti

.exit
delay    proc      ;延时  为了保证能个位十位同时显示
    push cx
    mov cx,3000
delay1:    loop delay1
    pop cx
    ret
delay    endp
;中断延时子程序
intproc    proc
    sti
    push ax
    push ds
    ;
    mov ax,@data
    mov ds,ax
    ;
    cmp flag,0;判断是否是绿灯
    jnz yellow;flag!=0,转去黄灯
    mov al,buf+1    ;flag=0,绿灯，赋值个位
    dec al;个位减一
    cmp al,9;与9比较
    jb  intp2;al<9跳转
    mov al,9;重新赋值9(10s倒计时结束,十位得减一)
    jmp  intp;跳转10位控制

yellow:
    inc N;N+1,控制下一个灯状态显示
    mov al,buf+1;显示个位
    dec al;递减
    cmp al,6
    ;设置标志位CF,ZF
    jb  intp2;jb，判断两个无符号数
    ;jb:CF=1,ZF=0,即al<6跳转
    ;ja:CF=0,ZF=0,即al>6跳转
    mov al,6;重新赋值6
    jmp intp2;执行数码管倒计时

intp:
    mov ah,buf;十位赋值
    dec ah;
    cmp ah,3;
    jb intp1
    mov ah,0 
    jmp intp2


intp1:   
    mov buf,ah    
intp2:    ;al<6
    mov buf+1,al;数字给个位赋值
 
    mov al,buf+1;
    mov ah,buf;十位赋值
    cmp ax,0
    jnz  e;结果不为0（倒计时没结束）,跳转
    cmp flag,0;判断flag是否为0
    jz  f;为0则跳转（倒计时结束，需要换标志位）
    mov buf,02h;flag不为0,黄灯结束，十位赋值2
    mov buf+1,09h ;个位赋值9（绿灯倒计时）

f:
    not flag        ;取反
e:
    
    mov al,20h;CPU执行数据传送指令，将立即数20h传送给al寄存器。
    out 20h,al;CPU执行IO的写指令，根据提供的8259的偶地址端口的
    ;地址20h，将al寄存器的数据，写到操作命令字OCW2中。
    ;这是由于D4D3为00，决定了访问的是OCW2。根据OCW2的格式，
    ;由于D5为1，8259产生EOI中断结束命令，
    ;使当前服务寄存器ISR对应的D7这一位清零。
    pop ds
    pop ax
    iret
intproc endp

    end start
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
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26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
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137
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199
200
201
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