汽车信号灯控制系统.docx
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汽车信号灯控制系统
汽车信号灯控制系统
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 学号:
课程设计 题 目学 院专 业班 级 汽车信号灯控制系统 自动化学院电气工程及其自动化 姓 名 指导教师 年1 月9日 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 课程设计任务书 学生姓名:
专业班级:
7 指导教师:
工作单位:
自动化学院 题目:
汽车信号灯控制系统的设计 初始条件:
1.汽车上有紧急开关、停靠开关和转弯控制杆。
转弯控制杆有三个位置:
中间位置时,汽车不转弯;向上时,汽车左转;向下时,汽车右转。
2.用8086CPU、8255A并行通信接口、外围电路芯片及元器件设计并制作出汽车信号灯微机控制系统,所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、左右头灯和左右尾灯共六类灯,完成相应的程序编写。
要求完成的主要任务:
1.汽车转弯时,要求左/右尾灯、左/右头灯和仪表板上的2个指标灯相应地发出闪烁信号,闪烁频率为1Hz。
2.当紧急开关或停靠开关合上时,所有6个信号灯都闪烁,闪烁频率为30HZ。
3.汽车刹车时,2个尾灯发出不闪烁的信号;汽车刹车时正在转弯,则相应的转弯闪烁信号不受影响。
4.合上紧急开关并刹车:
尾灯亮、仪表板灯、头灯闪烁,闪烁频率为30HZ。
5.转弯刹车并合上紧急开关:
左/右尾灯亮、其余灯闪烁,闪烁频率为30HZ。
6.撰写课程设计说明书。
内容包括:
摘要、目录、正文、
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 (7)当用户置开关状态为0AH时,表示汽车右转刹车,则右头灯、右尾灯、仪表右灯以30Hz 闪烁,左尾灯亮。
(8)当用户置开关状态为0CH时,表示汽车此时处于紧急刹车状态,则左右头灯、仪表左 右灯以30Hz闪烁,左右尾灯亮。
(9)当用户置开关状态为0DH时,表示汽车此时处于左转紧急刹车状态,则左右头灯、仪 表左右灯、左尾灯以30Hz闪烁,右尾灯亮,。
(10)当用户置开关状态为0EH时,表示汽车此时处于右转紧急刹车状态,则左右头灯、 仪表左右灯、左尾灯以30Hz闪烁,左尾灯亮。
设置实验系统的6个发光二极管的对应情况为:
L0:
右尾灯L1:
左尾灯L2:
右头灯L3:
左头灯L4:
仪表右灯L5:
仪表左灯通过5个开关产生的32种情况中的10种来作为输入选择影响6个指示灯的输出,对应关系如下表:
表1开关状态与灯状态对应表 灯状态右尾灯左尾灯右头灯左头灯右仪表灯左仪表灯开关状态1左转2右转3紧急4刹车5左转+刹车6右转+刹车7刹车+紧急8左转+刹车+紧急9右转+刹车+紧急10停靠 灭闪闪灭灭闪闪闪闪闪闪灭闪灭闪灭闪闪闪闪灭闪闪灭灭闪闪闪闪闪闪灭闪灭闪灭闪闪闪闪灭闪闪亮亮闪亮亮闪闪闪灭闪亮闪亮亮闪亮闪 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 2硬件设计 硬件的选择 根据课题所要实现的功能,结合所学的知识进行分析,系统要用到的主要芯片是8086微处理器芯片和可编程的并行接口芯片8255A以及8253。
8086:
8086是Intel系列的16位微处理器,它有16根数据线和20根地址线,本系统采用它作为主处理器。
8086是Intel系列的16位微处理器,它有16根数据线和20根地址线,本系统采用它作为主处理器,同时还需要增加地址锁存器及数据总线收发器来构成最小系统。
8086CPU必须通过接口电路和外设连接起来。
8086CPU和I/O接口电路之间的数据通道是分时多路复用的地址/数据总线。
当CPU处于最小模式下,输入/输出的控制信号CPU直接提供。
8255A:
8255A是一个典型的可编程并行接口芯片。
8255具有三个相互应独立的8位并行输入输出端口,即端口A,端口B和端口C,其中端口C分为两个4位来配合端口A和端口B工作,它为INTEL系列CPU与外设之间提供TTL电平兼容的接口。
8255输入不同的指令可改变I/O口的工作方式。
8255A可以工作在方式0,方式1,方式2三种方式,其中端口A可以工作在这3种不同的方式下,而端口B只能工作在方式0和方式1,端口C配合A口和B口工作。
8255内部有4个寄存器:
分别为寄存器A、B、C和控制寄存器。
A、B、C寄存器的数据就是引脚PA7~PA0、PB7~PB0、PC7~PC0上输入或输出的数据。
而控制寄存器的数据则表明PA、PB、PC的工作方式。
通过CS、A0、A1、RD和WR对4个寄存器进行操作。
CS为低电平时选通8255;A1、A0为地址选通;RD和WR为读、写信号:
RD为低、WR为高时为读方式,RD为高、WR为低时为写方式;D0~D7为数据口。
向控制寄存器写入不同的数据可以使8255工作在三种不同的方式下。
8253:
是可编程间隔定时器,8253内部有3个独立的16位计数通道,通过对它进行编程,8253有6种工作方式,本次设计用到方式2,方式2又可称为频率发生器。
当CPU写入控制字后,输出端OUT将变高,在写入计数初值以后的下一个CLK脉冲的下降沿开始计数。
计数过程中OUT端始终保持高电平,当计数值减至1时OUT端变为低电平,而计数值减至0时OUT端又变为高电平,同时会自动将计数值送到执行部件继续进行减法计数,形成连续工作,重复计数,从而输出固定频率的脉冲。
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 图2-18086管脚图 图2-28255管脚图 图2-38253管脚图 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 系统电路设计 电路工作原理 利用8086驱动8255A和8253来连接外部电路。
通过时钟发生器和8086最小系统产生一定时频率,把时钟频率传送到8253的T1计数器,产生30HZ时钟脉冲,通过软件控制产生一定频率的时钟脉冲来驱动8255PA口使汽车灯左转灯,右转灯和暂停灯闪烁,使PB口保持高电平,通过开关使前远灯和近灯接通。
的CS端接74LS138地址译码电路地址为0F0H的接口,8253的CS端接74LS138地址译码电路地址为0E8H的接口从而达到选通控制。
与8086/8088数据总线的低八位相连接,RD与IOR相连接,WR与IOW相连接,将8086/8088的地址线A1,A2与8255的A0,A1连接起来。
同时将8086的地址线A2,A3与8253的A0,A1连接起来。
的PA端口用于输出,与发光二极管相连接,用于控制灯的闪烁效果,PB端口用于输入,用其低五位做为输入控制,用8255的PC的一个端口作为8253输出的入口,接受8253输出的一定频率的方波。
的端口用来检测输入信号——开关状态。
5.L0、L1、L2L3L4、L5 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 2.电路原理图 图1系统电路图
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 3软件设计 程序流程图 读取B口状态8255A初始化,A口输出,B、C输入8253通道0和通道1的初始化开始 AL=02H显示右转状态灯光闪烁情况AL=01H显示左转状态灯光闪烁情况AL=00H显示全灭的状态,即无情况 AL=04H 显示紧急状态灯光闪烁情况 ① ② 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 ① ② 图2-2程序流程图 AL=10H显示停靠状态灯光闪烁情况AL=0EH显示右转刹车紧急灯光闪烁情况AL=0DH显示左转刹车紧急灯光闪烁情况AL=0CH显示紧急刹车灯光闪烁情况AL=0AH显示右转刹车灯光闪烁情况AL=08H显示左转刹车灯光闪烁情况AL=08H显示刹车状态灯光闪烁情况 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 程序源代码 8255A初始化 IO8255AEQU 00F0H ;8255的A口地址 IO8255BEQU 00F2H ;8255的B口地址 IO8255CEQU 00F4H ;8255的B口地址 IO8255CONEQU 00F6H ;8255的控制寄存器地址 MOV DX,IO8255CON MOV AL,8BH ;8255控制字10001011B,8255初始化,A口输出, B口输入,C低输入,方式0 OUT DX,AL 8253初始化 IO8253_0EQU 0E8H ;8253的0通道 IO8253_1EQU 0EAH ;8253的0通道 IO8253_2EQU 0ECH ;8253的0通道 IO8253CONEQU 0EEH ;8253的控制寄存器地址 MOV DX,IO8253CON ;初始化8253的通道 MOV AL,00110101B ;通道0初始化,方式二,BCD计数 OUT DX,AL MOV DX,IO8253_0 MOV AL,00H ;将750KHZ的信号分频,N=5000OUT DX,AL MOV AL,50H ;产生30HZ的方波信号OUT DX,AL 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 MOV DX,IO8253CON ;初始化1通道MOV AL,01110111B ;方式三,BCD计数 OUT DX,AL MOV DX,IO8253_1 MOV AL,00H ;将1KHZ的信号分频,N=1000 OUT DX,AL ;产生1HZ的方波信号 MOV AL,10H OUT DX,AL 延时子程序DELAY PROC NEAR ; PUSH CX MOV CX,0000FH S12:
LOOP S12 POP CX RETDELAY ENDP 左转控制 延时子程序 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 4系统仿真 仿真过程 准备好PC机、安装proteus软件。
在proteus环境下将设计的电路绘制出来。
编写汇编程序代码。
汇编调试、运行。
记录运行结果,以及调试中遇到的问题。
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 仿真结果 结果分析 通过不断地对程序进行调试和在proteus下仿真验证,最终利用5个开关组合成多种不同的组合状态来模拟汽车信号灯多种不同的状态,实现了预期任务要求对应的灯亮、灭、闪的不同情况。
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 5心得体会 本次课程设计是要设计一个汽车信号灯控制系统,主要通过8255A的A口和B口模拟汽车信号灯的亮灭闪烁情况。
通过本次的设计以此来加深对微机接口技术的理解,提高了自己的动手能力。
首先是着手对硬件电路的设计,本次课程设计主要采用了8255A接口电路。
通过课本了解到了各个芯片的引脚及功能、工作方式、内部结构和控制字。
对各个功能的熟悉便于了硬件电路的设计。
然后就是对程序的设计,想要设计出一个实用的控制系统需要了解程序流程,先画出了流程图,然后对代码进行编写,主要采用汇编语言和C语言。
最后在proteus下进行调试,于对proteus软件不太熟悉,在调试过程中遇到了很多问题,有些问题在同学和老师的帮助下得以解决,有些问题通过查找资料解决。
通过两周的微机原理与接口技术的课程设计,我们对这半年来学习的该课程有了一个良好的、整体的认识。
同时对微机原理相关知识进行了一次梳理。
通过课程设计锻炼了动手能力,运用理论来指导实践的能力。
同时也感到知识的不足,要学的东西还有很多,我们学的只是冰山一角而已。
在整个课程设计的过程中,查阅了不少资料,通过检索搜寻所需的资料,了解了一些硬件设计的常识对自己的课程设计有很大帮助。
课程设计是培养学生综合运用所学知识发现、提出、分析和解决实际问题,是锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
自己通过辛苦的努力,在老师的指导和同学的帮助下最终实现了该汽车信号灯控制系统,感到特别的欣慰,期间获益颇多。
在课程设计过程中,我们将微机接口技术中的理论与实践相结合起来,对芯片的功能也有了进一步认识理解,重温了汇编语言的编程。
在实验调试过程中发现问题,分析问题,如何解决问题的能力都有所提高,这对我们不久将来离开学校,投入实际工作都是很有借鉴意义的。
同时,这个课程设计让我明白了要想独具一格,必须多动脑、多动手,并且厚积才能薄发,自己前段对单片机的学习就成为了这次课程设计的不小助力,最后非常感谢老师这么多天陪伴我们,并耐心的指导,让我们少走了许多弯路,总之这次课程设计的经历是非常值得我记住和思考的。
通过本次课程设计,我深刻体会到团队协作的重要性。
于我和好几位同学的题目比较相似,在遇到困难的地方时,我们相互帮助,共同解决问题。
这也令我明白了一个道理,在我们日常的学习生活中乃至毕业后参加工作了,都要有一份团队意识。
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255A JNZLEFT MOV AL,11000000B OUT DX,AL JMP S LEFT:
MOV AL,11010101B ;B OUT DX,AL JMP S S2:
CMP AL,02H JNZ S3 IN AX,DX CMP AX,01H ;MOV DX,IO8255A JNZRIGHT MOV AL,11000000B OUT DX,AL JMP S RIGHT:
MOV AL,11101010B ; OUT DX,AL JMP SS3:
CMP AL,04H JNZ S4 输出六盏灯状态:
灭,闪,灭, 闪,灭,闪 检测c口状态 六盏灯状态:
闪,灭,闪,灭, 闪,灭 MOV DX,IO8255C 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255A JNZ HURRY MOV AL,11111111B OUT DX,AL JMPS HURRY:
MOV AL,11000000B ;六盏灯状态:
闪,闪,闪,闪,闪,闪 OUT DX,AL JMP S S4:
CMP AL,08H JNZ S5 MOV DX,IO8255A BREAK:
MOV AL,11110000B ;六盏灯状态:
灭,灭,灭,灭,亮,亮 OUT DX,AL CALL DELAY0 JMP SS5:
CMP AL,09H JNZ S6 MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255AJNZLEFTBREAK 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 MOV AL,11100000B OUT DX,AL JMPS LEFTBREAK:
MOV AL,11110101;六盏灯状态:
闪,灭,闪,灭,闪,亮 OUT DX,AL JMP SS6:
CMP AL,0AH JNZ S MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255AMOV AL,11010000B OUT DX,AL JMPS RIGHTBREAK:
MOV AL,11111010B ;六盏灯状态:
灭,闪,灭,闪,亮,闪 OUT DX,AL JMP S S7:
CMP AL,0CH JNZ S8 MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255A JNZHURRYBREAK MOV AL,11110000B 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 OUT DX,AL JMP S HURRYBREAK:
MOV AL,11111111B ;六盏灯状态:
闪,闪,闪,闪,亮,亮 OUT DX,AL JMP S S8:
CMP AL,0DH JNZ S9 MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255A JNZHURRYLEFTBREAK MOV AL,11100000B OUT DX,AL JMP S HURRYLEFTBREAK:
MOV AL,11111111B ;闪,闪,闪,闪,亮 OUT DX,AL JMP S S9:
CMP AL,0EH JNZ S10 MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 MOV DX,IO8255AJNZHURRYRIGHTBREAK 六盏灯状态:
闪,武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 MOV AL,11010000B OUT DX,AL JMP S HURRYRIGHTBREAK:
MOV AL,11111111B ;六盏灯状态:
闪,闪,闪,闪,亮,闪 OUT DX,AL JMP S S10:
CMP AL,10H JNZ S11STOP:
MOV DX,IO8255C IN AX,DX CMP AX,01H ;检测c口状态 JNZ QQ MOV DX,IO8255A MOV AL,11001100B ;六盏灯状态:
灭,灭,闪,闪,闪,闪。
要以30HZ频率闪烁 OUT DX,AL JMP S QQ:
MOV DX,IO8255A MOV AL,11001111B OUT DX,AL JMP SS11:
JMP S RETMAIN ENDP DELAY PROC NEAR ;延时程序 PUSH CX MOV CX,000FH
武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 S12:
LOOP S12 POP CX RETDELAY ENDP DELAY0 PROC NEAR PUSH CX PUSH AX MOV CX,0400H S13:
CALL DELAY LOOP S13 POP AX POP CX RETDELAY0ENDPCODEENDS END START 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 本科生课程设计成绩评定表 姓 名专业、班级性 别课程设计题目:
汽车信号灯控制系统课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
评定项目1.选题合理、目的明确2.设计方案正确、具有可行性、创新性3.设计结果4.态度认真、学习刻苦、遵守纪律5.设计报告的规范化、
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