河 南 理 工 大 学
2013—2014学年第二学期
柴火无烟灶课程名称 微型计算机原理与接口技术
学生姓名
学 号
专业班级
指导教师
概述
水路航运系统是运输系统中极为重要的一部分，为确保水上船只安全运输和行驶，航道的正确标识已成为非常重要的常用有效手段。在长达数千公里的河道和海岸沿线，每隔一定距离就必须有一个航标灯，用来指示航道的安全水位区域。如今水上航标灯的功能已日趋完善，它能实现的不只是判别白天或者黑夜的情况，而且还能判别大雾天和晴天的区别，从而控制航标灯上的发光二极管进行亮暗的操作。不但如此，航标灯的设计也更具实用性；在海上，绵延数千里的海岸线，航标灯的电力更换始终是一件比较麻烦的事情，所以为了节省电量，一般都采用间歇性的亮暗来实现对水上航标灯的节能控制，让水上航标灯在有限的电量下，能够工作更持久的时间。除此之外，如今的水上航标灯还设置了遥控报警装置，因为在广袤的大海中，航标灯的出错无疑会导致灾难性的事件发生，对水上航运而言，经济上会蒙受巨大的损失，确保水上航标灯的正常工作，出现错误的情况下能够及时快速的发现以及修改也成为了水上航标灯的重要要求。
第一章 水上航标灯控制器的总体设计智能识别技术
设计方案说明
本次课程设计要求使用8086/8088CPU微处理器作为主控芯片，并结合其他典型接口芯片来实现航标灯控制器的设计。水上航标灯的基本功能是判别白天和黑夜，并且在晴天和雾天进行区分，即能在夜间或者能见度较低的雾天实现闪烁发光，一亮一闪周期性得闪烁，从而实现夜间或者雾天对船只的导航功能，而在白天或者晴天这种能见度高的天气则不发光。 经分析可知，该设计要使用控制芯片直接或间接为航标灯的灯提供控制信号，以便控制航标灯是否发光以及如何发光以满足导航要求。根据设计要求，需用微处理器CPU8086/8088作为主控制器，但是仅有微处理器CPU8086/8088是不能很好的实现设计要求的。能实现定时计数的芯片有不少，我们可以采用专用定时/计数器8253芯片，其功能较为强大，可以实现设计要求。其次，8253芯片的正常工作正常工作要有时钟信号作为其定时信息和用于芯片内部和芯片之间的同步时钟信号。定时脉冲实质上就是具有一定频率方波脉冲，可以用各种振荡源来实现。而所有这些芯片以及外围电路要正常工作还需要直流电源提供能量。
根据以上分析，该设计所采用方案是以8086微处理器为控制核心，以定时/计数器8253作为航标灯的直接控制器且为其提供工作所需直流电源，直流电源的由再有振荡电路为微处理器和定时计数器提供定时计数信息，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。
硬件设计
根据本次设计题目的要求，以8086/8088CPU微处理器作为主控芯片，并且使用8253定时/计数器，8255A并行输入/输出接口芯片，以及时钟发生器，直流电压源。在选择确定芯片及电器元件之前，还是先来简要介绍一下所有可能用到的芯片以及必须的元器件，并有选择的分析他们的结构和相关功能。这些分析不仅是必要的也是很有助于我们对设计方案的探索和优化选择。
相关硬件介绍
8086 CPU介绍
在本系统中，8086工作在最小模式下。负责对8255芯片等进行工作方式控制和数据处理
（1）AD7~AD0（双向。三态）为低机器视觉定位8位地址／数据的复用引脚线。采用分时的多路转换方法来实现对地址线和数据线的复用。在总线坐骑的T1状态。这些银线表示为这些银线用作株距总线。可见对复用信号使用时间来加以划分的。它要求在T1状态线出现低8位地址时， 用地址锁存器加
图2.1 8086
以锁存。这样在随后的T状态，即使这些线用作数据线，而第8位地址线的地址在个体却被记录保存下来，并送到地址总线上。在DMA方式时，这些银线被浮状。
（2）A15~A8（输出，三态）为8位地址线。在读写存储器或外设端口中个总线周期内，都作为地址线输出高8位地址。在DMA方式时，这些引线被浮置为。
(3)A19/S6~A16/S3（输出。三态）为地址／状态服用引脚线，在总线周期的大豆油墨T1状态，这些线表示为最高4位的地址线，在总线周期的其他T状态，这些线用作提供状态信息，同样需要地址锁存器对T1状态出现的最高4位地址加以锁存。状态信息S6总是为低电平，S5反映当前允许中断标志的状态。S4与S3一起指示当前那一个段寄存器被使用。 在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。
甲基化学式
(4)RD（输出，三态）读信号，当其有效时表示正在对存储器或I／O端口进行读操作。若IO／M为低电平，表示读取存储器的数据，若IO／M为高电平，表示读取I／O端口的数据。
在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。
(5)READY（输入）为准备就绪信号。低电平有效。本信号由等待指令WAIT来检查。我们知道当CPU执行WAIT指令时，CPU处于等待状态，一旦检测到TEST号为低，则结束等待状态，继续执行WAIT指令下面的指令。
(6)TEST（输入）为检测信号，低电平有效。本信号由低呢古代指令WAIT来检查。我们知道当CPU执行WAIT指令时，CPU处于等待状态，一旦检测到TEST号为低，则结束等待状态，继续执行WAIT指令下面的指令。
(7)INTR（输入）可屏蔽中断请求信号，高电平有效。CPU在执行每条指令的最后一个T状态时，去采样INTR信号，若发现有效，而中断允许标志IF有为1，则CPU在结束当前指令周期后相应中断请求，赚取执行中断处理程序。
