微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)

1 设计任务描述

1.1设计题目

路灯控制设计

1.2设计容

1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。

2）用中断模拟天黑。

1.2.1 设计目的

通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行

软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。为以后学生结

合专业从事微机应用设计奠定基础

1.2.2 设计要求

1）通过K

O —K

7

和K++来输入。

2）用LED指示灯显示结果。

3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。

2设计思路

本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。

我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。

设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。

设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。

最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。

大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。

3 主要元器件介绍

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3.1 所用芯片8255简介: 3.1.1 外部引线

D

0~D

7

为双向数据信号线，用来传送数据和控制字。、

RD为读信号线，与其它信号线一起实现对8255接口的读操作通常接系统总线的IOR信号。

WR为写信号线，与其它信号一起实现对8255的写操作，通常接系统总线的IOW。

CS为片选信号线，当它为低电平（有效）时，才能选中该8255芯片，也才能对8255进行操作。、

A

0，A

1

为口地址选择信号线。8255部有3个口；A口，B口，C 口，还有一个控制寄存器，

它们可由程序寻址。A

0，A

1

上的不同编码可分别寻址上述3个口和一个控制寄存器，具体规定

如下：

A

1 A

选择

0 0 A口

0 1 B口

1 0 C口

1 1 控制寄存器

通常 A

0，A

1

分别接系统总线A

和 A

1

，它们与CS一起来决定8255的接口地址。

RESET为复位输入信号。此端上的高电平可使8255复位。复位后，8255的A口，B口，C 口均被定为输入状态。

PA

0~PA

7

为A口的8条输入输出信号线。

PB

0~PB

7

为B口的8条输入输出信号线。

PC

0~PC

7

8条线根据其工作方式可作为数据的输入或输出线，也可以用作控制信号的输出

或状态信号的输入线。

3.1.2 8255有三种工作方式：方式0、方式1和方式2。

①：方式0--基本输入/输出

在此工作方式下，每个口都作为基本的输入输出口，C口的高4位和低4位以及A口和B 口都可独立地设置为输入口和输出口。在此工作方式下：输出的数据被锁存，而输入的数据不被锁存。

而且，在方式0之下，C口还有按位置位和复位的能力。

②：方式1--选通输入/输出

此工作方式下，三个端口分为A、B两组，A、B两个口仍用作数据输入输出口，而C口分成两部分，分别作为A口和B口的联络信号。在8255A中，联络信号是3位，两个数据口，共用去C口的6位，剩余的两位仍可作为数据位使用。

③：方式2--双向选通输入/输出此工作方式只限于A组使用，在A口工作于双向输入输出方式时，要利用C口的5条线才能实现此时B口子能工作在方式0或方式1，而C口剩下的3条线可作为输入输出线使用或用作B口方式1之下的控制线。

当A口工作在方式2时，B口可以在方式0或方式1工作。

3.1.3 8255的寻址：

8255占外设编址的4个地址，即A口，B口，C口和控制寄存器各占一个外设接口地址。对同一个地址分别可以进行读写操作。例如，读A口可将A口的数据读出；写A口可将CPU 的数据写入A口并输出。

8255方式0基本功能：

方式0是基本输入／输出方式。其功能如下：

①进行数据传送时不需要联络信号。

②任一设置成方式0的端口均可设置成输入或输出。

③输出具有锁存功能。

④输入没有锁存功能。

⑤每一个8位口和4位口均可设置成方式0。如果所有的8位口和4位口都设置成方

端口是否具有锁存功能是需要注意的。如果具有锁存功能，则8255A可作为CPtJ与外设之间数据传送的中转站。这时，CPU与外设之间数据传送是异步的。如果没有锁存功能，则页脚

8255A作为数据通道，仅起单向三态门的作用。这时，CPU与外设之间数据传送是同步的。方式0的输出具有锁存功能，而输入没有锁存功能。

可编程并行接口8255引线图

C口的位选择

D3 D2 D1选择

000PC0

001PC1

010 PC2

011 PC3

100 PC4

101 PC5

110 PC6

111 PC7

C口的按位操作控制字格式A组控制 B组控制

口低四位

口八位

1

口高四位

口8位

1

2

0：位操作

1：方式选择

8255的控制字格式

3.2 所用芯片8259简介:

3.2.1 8259的外部引线

D

0~D

7

为双向数据信号线，与系统总线的数据线相连接。

WR、RD为写和读控制信号，与系统总线的读写信号相连接。

CS为片选信号，只有CS为低电平时，才能实现CPU对8259的写或读操作。

A

是8259部寄存器的选择信号。它的不同状态，对应不同的部寄存器。

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INT 为8259的中断请求输出信号。可直接接到CPU 的INTR 输入端。

INTA 为中断响应输入信号。在中断响应过程中CPU 的中断响应信号由此端进入8259. CAS 0~CAS 2为级联控制线。当多片8259级联工作时，其中一片为主控级联芯片，其他均为从属级芯片。主控级芯片的CAS 0~CAS 2作为输出，连接到个从属级芯片的CAS 0~CAS 2上。当某从属8259提出中断请求时，主控级8259通过CAS 0~CAS 2送出相应的编码给从属级，是从属级中断被允许。

SP/EN 为双功能引线。当工作在缓冲模式时，它为输出，用以控制缓冲传送；在非缓冲模式时，它用作输入。当SP=1时，指定8259芯片为主控级；SP=0时，指定它为从属级。

IR 0~IR 7中断请求输入端。其他外设中断请求可加在8259的IR 0~IR 7的任一端上。该信号可以使上升沿有效，也可以时高电平有效。

8259的部有多个寄存器，其中包括： 中断请求寄存器（IRR ），其部保存着所有外部中断源IR 0~IR 7的中断请求状态。任何一个中断源发生请求，其相应位为1；一旦得到响应，则相应位复位。

中断服务寄存器（ISR ），用来保存所有正在服务的中断源。当8259受到中断结束命令时，其寄存的状态进行调整。

中断屏蔽寄存器(IMR)，保存着被屏蔽的所有中断源。其屏蔽功能可用命令修改。

8259引线图

3.2.2 8259的部控制字

CPU 命令分为两大类：一类时初始化命令字（ICW ），主要使8259处于初始状态；另一类是操作命令字（OCW ），使处于初始状态的8259去执行具体的某种操作方式。操作命令字可在8259初始化后的任何时刻写入。 （1） 初始化命令字

①初始化命令字ICW1

A 0=0为偶地址。在A 0=0，D 4=1时为写入。

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ICW4

ICW4 8259

8259级联 4 8

仅用于8080、85模式

1：电平触发 0：边沿触发

初始化命令字ICW1

②初始化命令字ICW2 A 0=1为奇地址。 ③初始化命令字ICW3

A 0=1为奇地址。该字是用于多片8259级联的。

在主控8259中，ICW3的每一位对应一个IR 输入。哪一位为1，表示相应的IR 接从属8259.

从属8259的ICW3的最低三位的编码用以表示该从属8259接至主控8259的IR 编号。

主控ICW3

1：相应IR 接从属8259

0：不接8259

从属ICW3

3位编码对应从属8259