该实验是关于计算机原理的一个实践项目,主要涉及的是利用8253定时器来实现交通灯的控制逻辑。实验的核心目标是模拟一个十字路口的交通灯系统,包括红、黄、绿三种信号灯的切换以及应急通行功能和闯红灯检测。
首先,8253定时器是一个重要的组成部分,它被用来实现秒定时。在这个实验中,红灯亮8秒,绿灯亮5秒,黄灯亮2秒,绿灯过渡到红灯时会有2秒的黄灯闪烁周期。8253通常工作在方式3,即二进制计数模式,通过编程设置计数值来决定定时时间的长短。例如,将计数值1000加载到8253的通道0和1,可以实现所需的时间间隔。
交通灯系统还需要响应应急通行请求。实验台上的单脉冲模拟人行横道的“应急通行”按钮,当按下按钮时,系统会延迟1秒后将信号转为绿灯,再延迟4秒后恢复到红灯状态。这个过程可以通过中断处理来实现,使用单中断源来识别和处理应急通行信号。当对应方向的交通灯为绿灯时,忽略人行道上的应急通行按钮。
闯红灯检测机制也是一个关键部分。当一条道路的信号灯为红灯时,系统激活“闯红灯检测信号”,即路旁的白色灯。如果检测到闯红灯行为,白色灯将点亮发出提示。不过,当交通灯为绿灯或黄灯时,不执行闯红灯检测。
在程序代码段中,可以看到初始化8255和8254的配置,设置端口地址和工作方式。接着,程序通过循环(Step1)来检查当前的交通灯状态,并根据时间间隔进行状态切换。中断服务子程序(mint_proc 和 sint_proc)用于处理中断请求,例如应急通行请求。
实验中还涉及了中断处理,通过读取并修改8255和8254的端口数据来改变信号灯的状态。比如,当检测到特定的开关状态(如K0和K1)时,会跳转到不同的处理流程,控制相应方向的交通灯亮起或熄灭。
总的来说,这个实验是关于如何用编程方法实现硬件控制的一个实例,它锻炼了学生对计算机原理的理解,包括定时器、中断、I/O端口操作和简单的状态机逻辑。这样的实践有助于加深对计算机底层工作原理的认识,并且对于理解和设计实际的嵌入式系统非常有价值。