1、精選優質文檔-傾情為你奉上信息科學與技術學院微機原理與接口技術課程設計報告題目名稱： 8x8點陣式交通信號控制器 學生姓名： 段維俊 學 號： 專業年級： 電子信息工程10級 指導教師： 裘祖旗 時 間： 專心-專注-專業目錄8x8點陣式交通信號控制器1 課題設計任務1) 能實現紅綠箭頭交替切換；2) 能顯示倒計時時間，在這里選用倒計時30秒為例進行設計；3) 擴展功能：可以實現手動控制切換，手動點擊30下紅燈滅，綠燈亮；再次點擊30下紅燈滅，綠燈亮。2 方案選擇2.1 點陣顯示題目要求用點陣控制實現紅綠色箭頭交替，因此選用8×8點陣來控制實現箭頭。2.1.1 8×8點陣的

2、原理圖1為8×8點陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如圖2所示，只要其對應的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1，X0=0即可。應用時限流電阻可以放在X軸或Y軸。圖 1 8×8點陣LED外觀及引腳圖圖 2 8×8點陣LED等效電路圖 3 8×8點陣LED電路原理2.1.2 點陣LED掃描法介紹LED一般采用掃描式顯示，實際運用分為三種方式：（1） 點掃描；（2） 行掃描；（3） 列掃描。若使用第一種方式，其掃描頻率必須大于16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三種方式，則頻率必須大于1

3、6×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合視覺暫留要求。此外一次驅動一列或一行（8顆LED）時需外加驅動電路提高電流，否則LED亮度會不足。如圖3所示。2.1.3 圖形顯示如下圖所示用黑點將所要顯示的圖形繪制出來，然后將其他部分分別用1填滿，之后再從上到下讀出每一列所對應的二進制數。箭頭所對應的每一列二進制數如下圖所示：E7HE7HE7H66H24H81HC3HE7H表 1 箭頭顯示二進制表示2.2 數碼管顯示實現倒計時30s，選用兩位數八段數碼管顯示。LED數碼管按其內部結構可分為共陰型和共陽型，共陽數碼管每個段筆畫是用低電平(“0”)點亮的,要求驅動功率很小；而共陰數碼管段筆

4、畫是用高電平(“0”)點亮的，要求驅動功率較大。數碼管驅動時正向壓降一般為1.52V，額定電流為10mA，最大電流為40mA。靜態顯示時取10mA為宜，動態掃描顯示，可加大脈沖電流，但一般不超過40mA 8段。LED數碼管編碼方式如下圖所示：表 2 共陰和共陽LED數碼管幾種八段編碼表顯示數轉換為顯示字段碼的步驟：1) 從顯示數中分離出顯示的每一位數字方法是將顯示數除以十進制的權；2) 將分離出的顯示數字轉換為顯示字段碼方法是查編碼表。2.3 8086控制部分主要電路組成部分是由8086和3個8255級聯實現，其中一個8255控制數碼管顯示倒計時，另外兩個分別控制兩個8×8點陣顯示，

5、因為每個點陣有16個引腳，而兩個點陣的顯示又不同，為了防止出現點陣控制出現亂碼，所以選擇兩個8255控制兩個8×8點陣。3 硬件原理電路圖設計及分析3.1 整體電路設計整個硬件電路可分為三部分組成，分別是8086控制部分、數碼管顯示部分和8×8點陣顯示部分。整體設計思路是8086通過控制8255顯示倒計時開始，倒計時從30s開始，此時再控制另一個8255顯示紅箭頭，當數碼管顯示為0時，控制8255顯示綠箭頭，如此反復循環。每倒計時一次就顯示一次箭頭，通過人眼的視覺差從而實現箭頭的連續顯示3.2 8086控制部分8086的總線既作為地址總線傳送地址，也作為數據總線為8255傳

6、送數據。作為地址總線時，8255各端口的地址可以從圖上讀出，讀出A15-A0的有效值就可以計算出8255的端口地址，控制部分的U2-74HC373鎖存器用來控制端口地址的第2、3位，U5-74HC373結合譯碼器74LS138來控制端口地址的高四位，地址的其他位默認為0。控制部分要控制3個芯片，所以各芯片的脈沖輸入端口可以接74LS138的輸出，這樣通過控制地址的高八位從而控制不同的芯片，控制數碼管的8255A端口地址為8000H，其他兩個芯片的A端口地址分別為9000H、A000H。作為數據總線時，只用總線的低8位，分別往對應端口傳送數據即可。圖 4 8086控制部分電路3.3 數碼管顯示部

7、分每當8255從端口A接受到一個低電平信號，8255的B端口輸出的數就進行減1運算，當輸入脈沖的頻率為1Hz時，數碼管就顯示30s倒計時。圖 5 數碼管顯示電路3.4 8*8點陣顯示部分8×8點列陣顯示時，我采用列掃描方式顯示，當掃描第一列時，把第一列對應的數據送到第一列，按照此方法循環8次就能夠顯示出所需要的圖形，但是在這之前，必須要明白點陣的極性，要將圖形每一列對應的8位2進制數寫正確，這樣才能保證圖形的正確顯示。圖中RP2是上拉電阻，為點陣提供有效的電流，74LS245是LED專用驅動器，A端口送掃描那一列的數，B端口送當前掃描列所對應的高低電平（用0和1分別表示）。圖 6 點

8、陣驅動顯示電路4 程序設計與分析4.1 程序設計流程圖如下：開始8255初始化顯示紅箭頭調用倒計時子程序顯示綠箭頭調用倒計時子程序結束圖 7 主程序流程圖圖 8 倒計時子程序流程圖NYYNCOUNT=COUNT-1從端口A接受脈沖COUNT 30脈沖是否變化COUNT ?=0分解COUNT的十位和個位顯示COUNT4.2 源程序設計源程序參照附件5 系統評價在現代社會，紅綠燈已經成為各種交通工具的一種規則，但是傳統的紅綠燈存在很多缺陷和弊端。隨著社會的快速發展，人們生活節奏越來越快，紅綠箭頭在人們的生活中簡單明了的指明了前進方向，可以為人們節約很多時間，所以我相信在未來箭頭紅綠燈紅逐步取代傳統

9、的紅綠燈。此系統的應用范圍很廣，可以用于十字路口，也可用于樓內安全通道的指示燈等等。設計此系統我用的芯片算是較多的，所以如果使用這種設計方法，成本會比較大，而且8086已經逐步被社會淘汰，取而代之的是單片機，單片機價格便宜，端口較多，能滿足大部分的計算處理，如果此系統使用單片機方式制作，會節省很大的成本，而且控制方式也很簡單。但是這是接口的課程設計，要按照老師的要求完成任務，所以就沒有選用單片機完成。6 心得體會整個課程設計我大概花了四五天時間完成，在系統設計過程中，為了將問題簡單化，我將總的問題分成了兩個大模塊，就是倒計時30秒和8×8點陣顯示。其實控制數碼管顯示的數自減很簡單要想

10、控制它每秒減一下就沒有那么容易了，剛開始我用老師說的方法，想通過控制8253計時器輸出1Hz的方波，然后將輸出的方波再輸入8255的A端口中，但是最后發現存在一個很大的問題那就是時間差，8253輸出低電平的時間和8255監測到低電平的時間不能完美對應，這就導致時間不能按照預期的結果顯示出來，后來我直接用了一個方波發生器，使它輸出1Hz的脈沖，這樣經過測試，發現結果還行，于是就采用了這種方法。控制8×8點陣顯示花了3天時間，8×8點陣控制需要注意很多問題，首先必須明白點陣極性，其次選擇掃描方式，如果掃描列的話，每當掃描第一列時就輸入第一列所對應的二進制數，除此之外還要注意點陣

11、工作的的額定電流及工作頻率，這兩點非常重要，如果這兩點不注意就會出現顯示的圖形和輸入的數據不一樣，或者無法顯示，再或者顯示數碼管全亮。其實還有一個很重要的問題，那就是8086控制問題，此次設計就是在此基礎上完成。這個問題我們在上課實驗時已經弄得很明白，所以在此就不必多說了。通過此次課程設計我掌握了8×8點陣和數碼管的控制方法，更進一步熟悉了8086芯片及8255的功能及控制方法，在此次課程設計過程中我也嘗試了使用單片機來實現系統，雖然沒有做出最終結果，但我也了解了一些關于單片機的知識。7 參考文獻1 閻石.數字電子技術基礎M.北京：高等教育出版社，2006.52 童詩白，華成英模擬電

12、子技術基礎M高等教育出版社，20013 戴梅萼，史嘉權，微型計算機技術及應用M清華大學出版社2008.4 沈美明，溫冬嬋. IBM-PC匯編語言程序設計 M.清華大學出版社2001. 附件：源程序：DATA SEGMENTCOUNT DB 30SHIWEI DB ?GEWEI DB ?TEMP DB 0SEGTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHTAB DB 01H,02H,4H,8H,10H,32,64,128DAT1 DB 0E7H,0E7H,0E7H,66H,24H,81H,0C3H,0E7HDATA ENDSCODE SEGM

13、ENT ; ASSUME CS:CODE,DS:DATAIOAEQU 8000HIOBEQU 8002HIOCEQU 8004HIOCONEQU 8006HIOA1 EQU 9000HIOB1 EQU 9002HIOCON1EQU 9006HIOA2EQU 0A000HIOB2EQU 0A002HIOCON2EQU 0A006HSTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,90H;1001,0000MOV DX,IOCONOUT DX,ALMOV AL,80H;1000,0000MOV DX,IOCON1OUT DX,ALMOV AL,80H;1000,0000MOV DX

14、,IOCON2OUT DX,ALNOPMAIN: CMP COUNT,0 JE SO2CO1: MOV SI,0MOV CX,8CO: MOV AL,TABSI MOV DX,IOA1 OUT DX,AL MOV AL,DAT1SI MOV DX,IOB1 OUT DX,AL INC SI LOOP CO CALL XS NOP JMP MAINSO3:CMP COUNT,0JNE SO2JMP CO1SO2:MOV SI,0MOV CX,8SO: MOV AL,TABSIMOV DX,IOA2OUT DX,ALMOV AL,DAT1SIMOV DX,IOB2OUT DX,ALINC SILO

15、OP SOCALL XSLOOP SO3XS PROC PUSH AX PUSH DX PUSH SI MOV DX,IOA IN AL,DX AND AL,01H CMP TEMP,AL JE FENJIE MOV TEMP,AL MOV CH,COUNT CMP CH,0 JNE B1 MOV CH,31B1: DEC CH MOV COUNT,CH FENJIE: MOV AL,COUNT MOV AH,0 MOV CL,10 DIV CL MOV SHIWEI,AL MOV GEWEI,AHDISP: MOV AL,B MOV DX,IOC OUT DX,AL XOR AX,AX MOV AL,SHIWEI MOV SI,AX MOV AL,SEGTABSI MOV