交通灯控制实验(计算机组成原理)完整版

交通灯控制实验 完整代码、报告 实验目的 　　通过并行接口8255实现十字路口交通灯的模拟控制,进一步掌握对并行口和计数器8253的使用。 实验内容 1.要求一： （1）南北与东西方向，每个方向由红黄绿三个灯控制 （2）南北向：　红（30秒），黄（5秒），绿（25秒）　　　 　　　东西向： 红（30秒），黄（5秒），绿（25秒）　 　　　采用8253定时，上述基本参数可以根据实际情况自行调整，灯的变化规律与实际路口规律相同，绿灯在最后5秒钟时，黄灯亮，然后红灯亮，不允许两个方向同时亮绿灯。 黄灯的时间在数码管上进行显示。 2.要求二： （1）设计一个紧急控制开关信号，当紧急开关信号为1时，两个方向的灯全为红灯。紧急开关撤消后，按照开关按下之前的状态继续运行（其参数要保存）。 （2）设计一个夜间行车开关，当开关按下后，两个方向都只有黄灯闪烁，其它灯熄灭。 实验器材 PC机一台，实验箱一个（主要用到8255芯片，ADC0809芯片，74ls273芯片） ### 交通灯控制实验知识点详解 #### 实验背景与目的 本实验旨在通过并行接口8255实现对十字路口交通灯的模拟控制。实验的目的不仅在于掌握8255并行接口的工作原理和使用方法，同时也在于进一步了解如何利用计数器8253进行精确的定时操作。通过实验，学生能够更好地理解并行接口和计数器在实际应用中的作用，以及如何通过硬件和软件相结合的方式解决实际问题。 #### 实验内容概述 本实验主要包括两个要求： 1. **基本要求**：实现交通灯的基本控制逻辑，包括红绿黄灯的切换以及时间控制。 2. **扩展要求**：增加了紧急控制和夜间模式的功能。 接下来，我们将详细探讨这两个方面的要求及其相关的知识点。 #### 基本要求 - **交通灯控制逻辑**：实验要求实现两个方向（南北和东西）的交通灯控制，每个方向都有红、黄、绿三种颜色的灯。具体的控制逻辑如下： - 南北向：红灯30秒、黄灯5秒、绿灯25秒。 - 东西向：红灯30秒、黄灯5秒、绿灯25秒。 - **定时控制**：利用8253计数器来实现定时控制。8253可以被配置为不同的工作模式，实验中使用的是方式0和方式3。方式0用于产生定时中断，而方式3用于产生周期性的脉冲输出，从而实现定时功能。 - **数码管显示**：在交通灯切换过程中，需要在数码管上显示黄灯剩余的时间，这要求对计数器输出进行处理，并将其转换为对应的数字显示在数码管上。 #### 扩展要求 - **紧急控制**：设计了一个紧急控制开关信号，当此信号为1时，所有方向的交通灯都变为红灯。紧急模式结束后，系统需要恢复到之前的运行状态。 - **夜间模式**：另一个扩展功能是夜间模式，该模式下所有方向只保留黄灯闪烁，其他灯全部熄灭。夜间模式的开启和关闭也通过特定的开关控制。 #### 实验器材 - **PC机**：提供实验环境和支持必要的软件工具。 - **实验箱**：包含必要的电子元件，如8255并行接口芯片、ADC0809模数转换器、74ls273锁存器等。 - **8255芯片**：实现数据的输入输出功能，是本实验的核心部件之一。 - **ADC0809芯片**：虽然本次实验未明确提到其用途，但通常用于模拟信号到数字信号的转换。 - **74ls273锁存器**：用于锁存来自CPU的数据总线上的数据，并将其传输给LED交通灯。 #### 实验原理 - **8255芯片工作方式**：A口设置为输出模式，C口设置为输入模式。C口的某些引脚还用于与其他芯片通信，例如通过PC5与8253的OUT1相连，用于检测每秒信号。 - **8253芯片作为分频器**：通过组合计数器0和计数器1，将1MHz的信号转换为1Hz信号。计数器0在方式3下工作，计数器1在方式0下工作。 - **74LS273锁存器**：接收来自CPU的数据，并将其传输给LED灯，实现交通灯的状态显示。 #### 实验程序流程 实验程序主要包括主程序、输入检测子程序、延时子程序、紧急模式子程序和夜间模式子程序。这些子程序协同工作，实现了交通灯的模拟控制功能。 通过上述内容的学习，我们可以了解到交通灯控制实验不仅涉及硬件电路的设计和实现，还需要编写相应的程序来控制硬件的运行。这对于学习计算机组成原理与接口技术的学生来说是非常重要的实践环节。