基于8086的信号灯的设计与实现.doc

课程设计报告书 学 院: 信息科学与工程学院 专业班级: 自动化0806 课 程: 微机原理 姓 名： 徐 曙 学 号： 200804134179 指导教师: 杨岚 1. 设计题目 应用软件定时方式控制信号灯的设计与实现 2. 设计目的 巩固“微机原理”课程学过的知识，加强理论与实践的联系。通过本课程设计，使学生初步了解微机系统的硬件设备，学会8086系列编程指令的基本功能。 3. 设计思路 硬件接口器件的选择 以8086作为CPU,且工作在最小组态下, 74HC373用于锁存8086的地址而将其地址送出，74HC138进行端口地址的译码，8255做输入定时时间的开关和显示倒计时时间的输入输出接口芯片, 8253作为1秒钟的定时器, 8259用作中断控制器。 定时的启动 由8255的PA端口通过逻辑开关输入定时时间,PB口和PC的一些普通端口作为倒计时的输出显示。定时的启动可有由一个开关以中断的方式进行启动，即位中断1，开关闭合的同时，产生一中断由8259送至CPU,执行中断程序，同时8253重新开始计数，触发24V的信号开关闭合将电压加在继电器上，使继电器的常开接点闭合从而信号灯亮。 倒计时的显示 显示可以在8只发光二极管（BCD码）上显示，但不是很直观，在这里采用2个数码管更直观地显示时间，首先将其显示的初值定为60秒，定时启动后，对于8253定时计数器，1秒钟定时时间到即产生中断2，发送中断类型码到8086中，8086根据中断类型码从存储器中找到中断向量，读取中断向量程序，判断数码显示管中的数值是否为0，若为0，数码显示管置初值，且信号灯灭，继电器接点打开；否则，数码显示管当前值减一，信号灯状态不变。，如此反复，实现了设计要求。 继电器的选择与电气隔离的实现 继电器就是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用电磁继电器只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。 图1 继电器 电气隔离可以用电磁隔离和光耦合隔离，由于继电器的电压不高，这里采用光耦合隔离即可。所谓光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。 图2 整体框图 8255,8253和8259的数据端口及读写信号都要和总线相连,8255和8253的A0，A1两个端口可以接在AD0，AD1经过地址锁存器出来的Q0，Q1两个端口上面, 8259的A0也可以和138译码器出来的信号相与再接到片选信号上. 地址通过138译码器进行译码。译码器有3个控制端，分别为G（高电平有效），（低电平有效），（低电平有效），当G=1，GA和GB全为0时，译码器处于工作状态。A15接在G上,A12-A14分别接到A，B，C三个端口中，Y6与8259的（低电平有效）相连，Y2与8253的（低电平有效）相连，Y0与8255的相连。所以可以得出根据8255的端口号：8000H，8001H，8002H，8003H.8259的端口地址：E000H，E001H。8253的端口号：A000H，A001H，A002H，A003H。 8255并行通信接口的3种工作方式： 工作方式 0 ：这是 8255A 中各端口的基本输入输出方式。它只完成简单的并行输入输出操作， CPU 可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式 0 ，则可由工作方式控制字定义 16 种工作方式的组合工作方式 1 ：被称作选通输入 / 输出方式。在这种工作方式下，数据输入 / 输出操作要在选通信号控制下完成。 工作方式 2 ：被称作带选通的双向传送方式。 8255A 中只允许端口 A 处于工作方式 2 ，可用来在两台处理机之间实现双向并行通信。其有关的控制信号由端口 C 提供，并可向 CPU 发出中断请求信号。 （低电平有效）发出中断响应信号给8259的，8253的1s定时器的OUT1通过一个非门后接在8259的IR7上作为中断2，定时开始的信号接在IR4上作为中断1，显然中断1的优先级高于中断2的优