實驗一 定時器及外部中斷實驗

1、實驗一 定時器及外部中斷實驗有急救車的交通燈控制實驗一、實驗目的1、熟練在單片機系統(tǒng)中擴展簡單I/O接口的方法。2、熟練C51語言數(shù)據(jù)輸出程序的設計方法。3、學習模擬交通燈控制的C51實現(xiàn)方法。4、學習外部中斷技術(shù)及定時器中斷的C51基本使用方法。5、學習中斷處理程序C51編程方法。二、實驗設備硬件：PC機軟件：uVision2 keil c51三、實驗內(nèi)容本實驗的原理圖如下：編寫程序，完成以下功能：模擬交通燈管理：允許急救車優(yōu)先通過的要求具體要求為: 當有急救車到達時，東西和南北方向上的紅燈亮，以便讓急救車通過，假定急救車通過路口的時間為10秒，急救車通過后，交通燈恢復中斷前的狀態(tài)。本實驗以

2、單脈沖為中斷申請，表示有急救車通過。四、實驗原理1、實驗方案本實驗的設計可以有兩種設計方案：方案一：用十二個發(fā)光二極管分別表示南面路口的綠燈、黃燈、紅燈，東面路口的綠燈、黃燈、紅燈，北面路口的綠燈、黃燈、紅燈，西面路口的綠燈、黃燈、紅燈。 1方案二：雖然實際交通燈的數(shù)量是十二個，但是因為南北路口的兩個紅燈、綠燈以及黃燈的亮滅 規(guī)律相同，其它路口的燈也滿足同樣的規(guī)律，所以用六個發(fā)光二極管也能模擬交通燈。由原理圖可定義如下：LED1、LED2、LED3 南北方向的綠燈、黃燈、紅燈LED4、LED5、LED6 東西方向的綠燈、黃燈、紅燈要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律，本實驗的亮滅規(guī)律如

3、下：1、初始態(tài)是兩個方向路口的紅燈全亮。2、東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車。3、延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。4、閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，同時南北路口綠燈亮，南北方向開始通車。5、延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，如此反復下去。本實驗以單脈沖為中斷申請，表示有急救車通過。特別注意的是中斷現(xiàn)場的保護。 要求用軟件或者定時器來完成延時。2、實驗說明因此交通燈（發(fā)光二極管）的顯示數(shù)據(jù)可以賦給OUTPORT變量，實現(xiàn)結(jié)果的輸出。本實驗中還要注意的是，交通燈的每一種狀態(tài)的顯示，都需要延時一段時間再切換到另一種狀態(tài)，

4、從而實現(xiàn)每一種狀態(tài)的穩(wěn)定顯示。其C51語言的實現(xiàn)方法如下：OUTPORT=x;/顯示交通燈某一狀態(tài)數(shù)據(jù)xDelay(1);/延時1msOUTPORT=y; /顯示交通燈另一狀態(tài)數(shù)據(jù)yDelay(1); /延時1ms實驗中涉及到急救車通過，要求使用外部中斷的方式實現(xiàn)。在本實驗中我們可以利用單片機的外部中斷INT0實現(xiàn)。也就是說，急救車通過時，首先利用INT0外部中斷給單片機發(fā)脈沖，告知單片機，急救車要求通過，然后單片機接收到脈沖，并做出判斷并使東西和南北方向上的紅燈亮，同時延時10秒，10秒后表明急救車已經(jīng)通過，此時單片機恢復原狀態(tài)。利用C51語言可定義外部中斷如下：void Rescure_b

5、us() interrupt 0EA=0;/關(guān)閉中斷，即不允許其它中斷OUTPORT=0x11;/ 0x11為東西和南北方向上紅燈亮的狀態(tài)數(shù)據(jù)Delay(10000);/延時10sEA=1;/開啟中斷在調(diào)用外部中斷0時，一定要注意的是中斷現(xiàn)場的保護，要就是說，中斷完成后，一定能夠恢復中斷前的狀態(tài)，那么在中斷程序中使用的變量、外部端口、內(nèi)部資源，如果在中斷前正在使用，那么在中斷開始前一定要保護，中斷后一定要恢復。同時，注意的是由于在實驗中使用到單片機資源外部中斷0，需要對對應的特殊寄存器作一定的配置。首先需要定義特殊寄存器變量：sfr IE=0xA8;sbit EA=IE7;sbit EX0=I

6、E0;當然，這些特殊寄存器的定義實際上在reg51.h庫中定義了，因此在C51編程時，只要包含上reg51.h即可，如下所示：#include 本實驗需要使用到這些特殊寄存器，就是在程序初始化時需要對這些寄存器賦初值，才可保證對應的INT0中斷正常工作。本實驗賦初值如下：IT0=1;EX0=1;EA=1;本實驗可以根據(jù)實際實驗箱的配置來選擇以上方案中的任意一種。本實驗按照方案二來設計，選用實驗箱上八個發(fā)光二極管中的六個，即紅、黃、綠各兩個。例如將L1(紅)、L2（綠）、L3（黃）作為東西方向的指示燈，將L5（紅）、L6（綠）、L7（黃）作為南北方向的指示燈，同學們還可以用別的設計方法。各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到+5V的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點亮應使相應輸入端為低電平。五、實驗步驟1、將PO.0-P0.7接發(fā)光二極管L1L8;2、脈沖輸入端_接8051CPU上的INT0，用來表示救護車的急救信號。3、按實驗內(nèi)容以及方案二編寫程序。4、模擬仿真調(diào)試，觀察P0口狀態(tài)變化情況是否與實驗內(nèi)容相符。六、實驗報告要求1、寫出實驗目的、實驗設備、實驗內(nèi)容，分析實驗原理，總結(jié)實驗步驟。2、畫出流程圖，并寫出實驗仿真調(diào)試后正確的程序。3、對實驗