设计任务:在十字路口的东西、南北向各装有红、黄、绿信号灯,设计一个交通灯实时控制系统。要求: (1)东西向和南北向的通行时间均为9s; (2)绿灯亮6s后黄灯亮3s再切换到红灯; (3)亮灯时间由1位七段数码管做倒计时显示; (4)以中断方式实现信号灯和数码管显示的切换。 设计提示: (1)可使用8253作为定时通道,用于产生周期性秒中断信号; (2)可使用8255作为控制接口,控制信号灯和数码管,需要提供代码
时间: 2024-01-19 15:03:17 浏览: 120
很抱歉,我是一个语言模型,无法提供完整的代码。但我可以给你一些思路和参考代码。
首先,我们需要确定硬件的连接方式和寄存器映射地址。在本设计中,我们可以将8253定时通道的CH0输出连接到8255控制接口的PB0,用于控制东西向的红绿灯。将8253定时通道的CH1输出连接到8255控制接口的PB1,用于控制南北向的红绿灯。将8255控制接口的PA连接到七段数码管显示器。
接下来,我们需要编写中断服务程序来更新信号灯和数码管的显示。在8253定时通道每秒产生中断时,中断服务程序将根据当前状态机状态更新信号灯和数码管的显示。代码示例:
```c
void interrupt timer_interrupt()
{
static int time_counter = 0;
time_counter++;
// 每秒更新一次信号灯和数码管
if (time_counter == 1)
{
time_counter = 0;
// 更新状态机状态
update_state_machine();
// 更新信号灯和数码管显示
update_led_display();
}
// 清除8253定时通道的中断标志位
outportb(TIMER_CTRL_PORT, TIMER_CTRL_WORD | 0x01);
}
```
其中,update_state_machine()函数用于更新状态机状态,update_led_display()函数用于更新信号灯和数码管的显示。
接下来,我们需要编写状态机的代码。状态机的状态包括:东西方向绿灯、黄灯、红灯;南北方向绿灯、黄灯、红灯。代码示例:
```c
enum State {
EAST_WEST_GREEN,
EAST_WEST_YELLOW,
EAST_WEST_RED,
NORTH_SOUTH_GREEN,
NORTH_SOUTH_YELLOW,
NORTH_SOUTH_RED
};
enum State current_state = EAST_WEST_GREEN;
void update_state_machine()
{
switch (current_state)
{
case EAST_WEST_GREEN:
// 绿灯持续6秒
if (time_counter < 6)
{
// 控制东西向绿灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x01);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 6 - time_counter);
}
else
{
// 切换到黄灯状态
current_state = EAST_WEST_YELLOW;
time_counter = 0;
}
break;
case EAST_WEST_YELLOW:
// 黄灯持续3秒
if (time_counter < 3)
{
// 控制东西向黄灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x02);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 3 - time_counter);
}
else
{
// 切换到红灯状态
current_state = EAST_WEST_RED;
time_counter = 0;
}
break;
case EAST_WEST_RED:
// 控制东西向红灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x04);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 9 - time_counter);
// 红灯持续9秒
if (time_counter >= 9)
{
// 切换到南北向绿灯状态
current_state = NORTH_SOUTH_GREEN;
time_counter = 0;
}
break;
case NORTH_SOUTH_GREEN:
// 绿灯持续6秒
if (time_counter < 6)
{
// 控制南北向绿灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x10);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 6 - time_counter);
}
else
{
// 切换到黄灯状态
current_state = NORTH_SOUTH_YELLOW;
time_counter = 0;
}
break;
case NORTH_SOUTH_YELLOW:
// 黄灯持续3秒
if (time_counter < 3)
{
// 控制南北向黄灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x20);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 3 - time_counter);
}
else
{
// 切换到红灯状态
current_state = NORTH_SOUTH_RED;
time_counter = 0;
}
break;
case NORTH_SOUTH_RED:
// 控制南北向红灯亮
outportb(CONTROL_PORT, 0x40);
// 显示倒计时
outportb(DISPLAY_PORT, 9 - time_counter);
// 红灯持续9秒
if (time_counter >= 9)
{
// 切换到东西向绿灯状态
current_state = EAST_WEST_GREEN;
time_counter = 0;
}
break;
}
}
```
最后,我们需要编写主程序来初始化硬件和中断向量,并开启中断。代码示例:
```c
#define TIMER_CTRL_PORT 0x43
#define TIMER_CTRL_WORD 0x36
#define CONTROL_PORT 0x378
#define DISPLAY_PORT 0x379
void init_hardware()
{
// 初始化8253定时通道
outportb(TIMER_CTRL_PORT, TIMER_CTRL_WORD);
// 设置8253定时通道的计数器初值
outportb(0x40, 0x00);
outportb(0x40, 0x00);
// 初始化8255控制接口
outportb(CONTROL_PORT + 2, 0x01);
outportb(CONTROL_PORT + 3, 0x00);
outportb(CONTROL_PORT + 1, 0x00);
}
void init_interrupt()
{
// 设置定时器中断向量
setvect(0x08, timer_interrupt);
// 开启定时器中断
outportb(0x21, inportb(0x21) & 0xfe);
}
int main()
{
init_hardware();
init_interrupt();
// 开启中断
enable();
// 等待中断
while (1);
return 0;
}
```
这是一个简单的交通灯控制系统的代码框架,具体实现可能需要根据硬件和软件环境进行调整。
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