1、基于匯編語言的一種交通燈控制電路設計曾正武漢大學電氣工程學院,湖北武漢(430072摘要:根據實際中提出的具體要求,對交通燈控制電路進行了改進。編寫了相應的匯編語言程序,在DECE-S98三合一實驗系統中調試通過,獲得了設計課題所要求的結果。程序簡單,并給出了每步程序的詳細注釋。對該問題的進一步工作給出了展望。關鍵詞:交通燈;控制;DECE-S98系統;匯編語言1. 設計課題內容及要求一般情況下是正常的交通燈,特殊情況下,可人為控制,一路通行,另一路阻止。具體完成以下控制要求z一般情況下,正常的紅綠燈交替狀態;z第一個按鍵控制一個方向通行綠燈,另一個方向紅燈;z第二個按鍵控制一個方向通行綠燈,

2、另一個方向紅燈;.z第三個按鍵控制系統又恢復到正常的紅綠燈交替狀態。設計平臺:DECE-S98三合一實驗系統(啟東計算機總廠。2. 方案與系統組成框圖及工作原理說明設計題目的背景是實際中的交通燈控制,實際的交通燈布置情況如圖1所示。每個路口都設置了紅綠黃三個燈,當一個路口即將由綠燈轉換為紅燈時,中間經歷一個短暫的黃燈狀態。在每組燈中,可以認為控制交通燈的工作情況,以適應某些特殊要求。 圖1 交通燈布置情況2.1 設計方案根據設計題目的要求,選擇用8255芯片作為輸入輸出接口,通過程序向接口發送指令,控制LED 的亮和暗。其中,輸出為1(高電平時,LED 亮;輸出為0(低電平時,LED 暗。為了

3、滿足題目中要求:1正常時,紅綠燈交替運行;2一個方向綠燈亮,另一個方向紅燈亮;3紅綠燈的亮暗與2相反。假定以上各種狀態都由一個開關控制,那么需要三個開關作為控制量從8255的某個接口中讀入到CPU 中,決定程序執行何種狀態。在設計中,8255的A 口和B 口用作輸出口,控制12只LED 的開通和關閉;C 口用作輸入口,將3個開關狀態讀入到CPU 中。2.2 系統組成框圖系統組成框圖如圖2所示。 圖2 系統組成框圖根據圖2所示的系統框圖,在實際中采用了如圖3所示的硬件電路接線圖。 圖3 系統硬件電路接線圖2.3 工作原理說明從圖3所示的硬件電路接線圖可以看出,設計的電路完全滿足了設計題目所給出的

4、要求,下面將一一加以說明。在闡述電路的工作原理之前,作如下規定,在程序的設計中仍然使用這些規定。規定:1當開關1K 打到高電平時(即61PC =,對應狀態1:正常時(紅綠燈交替運行;2當開關2K 打到高電平時(即51PC =,對應狀態2:1、3方向綠燈亮,2、4方向紅燈亮;3當開關3K 打到高電平時(即41PC =,對應狀態3:1、3方向紅燈亮,2、4方向綠燈亮。系統工作原理:當把寫好匯編語言程序,編譯、連接,載入DICE 系列單片機之后,在操作界面上點擊運行。當所有開關都接地時,12個LED 均亮。當把開關1K 打到高電平時,12個LED 分為4組(分別對應4個路口,每組由3個燈組成:分別是

5、黃燈、綠燈、紅燈,每組的3個燈依次以:黃燈、綠燈、紅燈的次序亮,各燈亮的時間由程序的跳轉指令控制。此即,狀態1:正常時,紅綠燈交替運行。當把開關2K 打到高電平時,LED 保持在某個狀態,此時的開關狀態為無效狀態,再將1K 打到低電平,此時對應的狀態為狀態2:1、3方向綠燈亮,2、4方向紅燈亮。當把開關3K 打到高電平時,與上面的情況類似,把其他的開關打到低電平時,對應的有效狀態為狀態3:1、3方向紅燈亮,2、4方向綠燈亮。3. 程序功能描述及程序流程編寫的匯編語言程序簡單,運行穩定可靠。圖4給出了程序的流程圖。下面將對程序的功能作詳細介紹1,2。 圖4 程序流程圖程序的段起始地址設定為12E

6、0H ,是出于該系列單片機的內部要求。進入主程序后,首先定義常量:8255A 的A 口、B 口、C 口和控制口地址分別為IOAPT 、IOBPT 、IOCPT 、IOCONPT 。然后對8255進行初始化,A 口工作在方式0作輸出使用。B 口也工作在方式0作輸出使用。C 口工作在方式0,作輸入使用。初始化完成后,對C口的狀態進行檢測,并對檢測的結果進行與操作,將無效的C口K打屏蔽掉,根據開關的狀態,決定程序的跳轉方向和具體的子程序執行。例如,當開關1到高電平時,對應的C口編碼為40H,于是,跳轉到狀態1的子程序去執行。執行完子程序后,再跳回去讀8255C口狀態,若此時的開關狀態沒有改變,那么程

7、序繼續到狀態1的子程序去執行;若此時的開關狀態該變,則按照新的開關狀態去執行相應的子程序。4. 電路的連接及調試方法、步驟電路的連接如圖3所示。硬件電路的調試方法:調試電路時,首先,將編寫的程序調入到匯編語言開發軟件中,進行程序的調試和查錯;當程序調試完后,就對編寫好的程序編譯、連接,生成exe文件,該文件是單片機所能夠識別和工作的文件;然后進入到單片機程序的裝入軟件中,將單片機與軟件聯接,把前面生成的exe文件裝入單片機中,然后點擊運行,此時單片機將在程序的指令下運行。5. 進一步工作的展望成功地完成了設計任務書中提出的設計要求。同時,也認識到設計中由于每次的開關轉換的前提是上一次的運行狀態

8、執行完成之后,那么在執行狀態1時,發生了開關狀態的轉換,也要等到上次的開關狀態執行完以后才能執行新的狀態,這樣就帶有延遲。為了適應在緊急情況下的快速動作,當然這樣的延遲就成了制約該程序運行的一個瑕疵。該問題可以通過調用一個子程序來完成,即只需要在狀態1運行時,且轉入延時前調用一個子程序,如果發現開關狀態沒有改變,則返回繼續執行,如果開關狀態改變則相應地去執行新的狀態。同時,在程序中,燈的等待延時是通過執行程序來完成的,因為特定計算機執行某些程序的時間是幾乎是固定的。當然這就給計時帶來了誤差,可以通過8253的定時功能來改善,但這就使得硬件電路和程序復雜化了。參考文獻1 周明德.微型計算機系統原

9、理及應用(第四版M.北京:清華大學出版社,2002.6.2 謝維成,楊加國.單片機原理與應用及C51程序設計M.北京:清華大學出版社,2006.8A Traffic Lights Control Circuit Design Based on AssemblyLanguageZeng ZhengSchool of Electrical Engineering, Wuhan University, wuhan (430072AbstractIn the light of the specific requirements,the circuit for traffic lights contro

10、lling has been improved. Whats more, the assembly language program is designed for it. And the circuit works well in DECE-S98 system. Get the result which is requested by the design topics. The program is simple and detail notes are available.Further work on this issue is given.Keywords: Traffic Lig

11、hts; Control; DECE-S98 System; Assembly Language附錄;-程序清單-;-designed by zengzheng School of Electrical Engineering, Wuhan ;University, wuhan. E-mail:zengerzheng-;-2008-6-12-CODE SEGMENTASSUME CS:CODEIOCONPT EQU 0FF2BH; -8255A的控制口地址IOAPT EQU 0FF28H; -8255A的A口地址IOBPT EQU 0FF29H; -8255A的B口地址IOCPT EQU 0F

12、F2AH; -8255A的C口地址-設定段起始地址12e0H;ORGSTART: MOV AL,89H; -8255A的初始化MOV DX,IOCONPTOUT DX,AL; -向控制口輸入控制字,A口工作在方式0,輸出;B口工作在方;-式0,輸出;C口工作在方式0,輸入STATE:MOV DX,IOCPT; -跳轉指令入口IN AL,DX; -讀C口狀態,控制開關的狀態AND AL,70H; -對控制開關的狀態進行運算,保留PC6、PC5、CP4這3; -位,屏蔽其余各位CMP AL,40HLOOPZ STATE0; -進行比較運算,如為40H(即開關K1為僅高電平,跳; -轉到STATE0

13、運行,得到狀態1的運行情況CMP AL,20HLOOPZ STATE1; -進行比較運算,如為20H(即開關K2為僅高電平,跳; -轉到STATE1運行,得到狀態2的運行情況CMP AL,10HLOOPZ STATE2; -進行比較運算,如為10H(即開關K1為僅高電平,跳; -轉到STATE2運行,得到狀態3的運行情況JMP STATE; -沒有檢測到有效狀態,返回,繼續檢測STATE0:MOV DX,IOAPT; -狀態1的執行程序MOV AL,01110101B; -A口送01110101BOUT DX,ALMOV DX,IOBPTMOV AL,00001101B; -B口送00001101BOUT DX,ALMOV CX,0FFFFHAGAIN1:DEC CXJNE AGAIN1; -亮燈延遲;/*亮1、3紅燈和2、4綠燈*