8086 交通灯系统

微机原理课程设计

学号：20101334045

姓名：王余祥

一、课题提出

简易交通信号灯控制系统，因为以前用51单片机做过的，刚好现在要做这个微机课程，就拿那个练习下，我觉得这样可以从中发现51和8086的区别以及对比下各自的优缺点。

二、 构思框架

交通信号灯的控制：

1、通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭。 2、A口控制红灯，B口控制黄灯，C口控制绿灯。 3、输出为0则亮，输出为1则灭。 4、用8253定时来控制变换时间 。

首先把实际模型化：设有一个十字路口，1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车。延迟30秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（假设1HZ吧）。闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车。延迟30秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程

针对模型的解决方案：设8253各口地址分别为：设8253基地址即通道0地址为04A0H；通道1为04A2H；通道2为04A4H；命令控制口为04A6H。黄灯闪烁的频率为1HZ，所以想到由8253产生一个1HZ的方波， 8255控制或门打开的时间，在或门打开的时间内，8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。

由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲，工作在方式 3即方波发生器方式，理论设计输出 周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1?s，因此通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲，所以通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ，通道1作计数器工作在方式1，计数初值3000=BB8H既30s，计数到则输出一个高电平到8255的PA7口，8255将A口数据输入到8086，8086检测到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波，通过一个或门和8086共同控制黄灯的闪烁，因此也是工作在方波发生器方式，其计数初值为100=64H，将黄灯的状态反馈到8055的端口PB7和PC7，同样输入到8086，8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态变化，计9次状态变化可完成5次闪烁。

三个通道的门控信号都未用，均接＋5V即可

三、主要器件

定时器8253：8253的三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOCK1和CLOCK2，OUT1接到8086的AD18，8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30S定时到。OUT2产生1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁 并行接口8255A：红灯（RLED），黄灯（YLEDD）和绿灯（GLED）分别接在8255

的A，B，C口的低四位端口，PA0，PA1，PA2，PA3分别接1，2，3，4路口的红灯，B，C口类推。8255三个口全部工作在方式0既基本输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。

CPU8086：8086工作在最小模式，低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7，AD8~AD15通过地址锁存器8282，接到三八译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端

1片8284A，作为时钟发生器；2片8282，作为地址锁存器；2片74LS138，作为地址选通译码器；1个二输入或非门；1个4输入或非门；1个二输入与非门；4个或门12个发光二极管；12个限流电阻；1个复位信号开关。

四、硬件原理及电路图

由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的，所以应该是8255A的

A1A0线分别与8086CPU的A2、A1线相连，而将8086的A0线作为选通信号。如

果是按8255A内部地址来看，则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+001H)，PC口地址为(CS+002H)，命令控制口地址为(CS+003H)，其中，CS为8255片选信号CS的首地址；若是按8086CPU地址来看，则8255A的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+002H)，PC口地址为(CS+004H)，命令控制口地址为(CS+006H)。当CS＝0288H，则PA口地址为0288H，PB口地址为028AH，PC口地址为028CH，命令控制口地址为028EH。

下面，分析8086各个引脚的连接方法。

（1）BHE引脚：通常用此引线产生片选信号，当为BHE＝1，A0＝0编码时，在数据总线低8位和偶地址之间进行字节传送（AD0～AD7）。

（2）CLK（Clock）时钟信号（输入）：CLK为CPU和总线控制器提供基本的定时脉冲。时钟周期是非对称的，当它为有效高电平的时间和时钟周期的比为33％时，提供最佳的内部定时。由8284时钟发生器产生，8086CPU使用的时钟频率，因芯片型号不同，时钟频率不同。这里采用5MHz。

（3）VCC(+5V),GND(地)：CPU所需电源VCC＝＋5V。GND为地线。 （4）QS0ALE（Address Latch Enable）地址锁存允许信号，输出高电平有效，作地址锁存器8282/8283的片选信号，在T1地址周期状态，ALE有效，表示AB、DB上传送的是地址信息，将它锁存。这是由于AB、DB分时复用所需要的，ALE信号线不能悬空。如图所示，加入2片地址锁存器8282。

（5）RESET:复位信号，输入，高电平有效。8086接到复位信号后，停止现行操作，并初始化段寄存器DS,SS,ES，标志寄存器PSW，指令指针IP和指令队列，而使CS=FFFFH。RESET信号至少保持四个周期以上的高电平，当它变为低电平时(一个下降沿)，CPU执行重启过程，8086将从地址FFF0H开始执行指令。通常FFFF0H单元开始的几个单元中存放一条JMP指令，将入口转到引导和装配程序中，从而实现对系统的初始化,引导监控程序或操作系统程序。由于出现突然

断电或其它情况时，8086可能正在执行交通灯程序，现有的地址丢失，应按下RESET键重新开始。另外，应将8255A与8086的RESET线相连，保持同步。

（6）MN/MX(Minimun/Maximun): 最小、最大工作模式选择信号，输入。此时MN/MX接＋5V，构成单处理器系统，系统控制信号由CPU提供。 接下来，对8282芯片作一下说明：

DI7～DI0:8位数据输入；DO7～DO0:8位数据输出；STB:选通信号；

OE：输出允许信号，在不带DMA控制器的8086单处理器系统中，它接地。

其实，这就是8个D触发器。由于只用AD15～AD0，所以用两片即可。 最后，对时钟发生器8284芯片按两部分进行说明：

(1)时钟信号发生器：

F/C=0时，时钟信号输入由X1 、X2 端接上晶体，由晶体振荡器产生时

钟信号； CLK：3分频OSC后的时钟，输出频率4.77MHz，占空比为1/3，大约满足8086CPU的输入频率5MHz、占空比33％的要求。 (2)复位生成电路：

由RES输入的信号来触发内部同步触发器，由此产生信号RESET，送到CPU的RESET端，复位信号由CLK的下降沿同步。此时，RES端接“电源好“信号，使系统上电后自动复位。 此为最小模式系统，除了8086CPU，I/O接口芯片8255A，定时计数芯片8353外，其它配置如下：

1片8284A，作为时钟发生器；

2片8282，作为地址锁存器；

2片74LS138，作为地址选通译码器；

1个二输入或非门；1个4输入或非门；1个二输入与非门；4个或门