实验一定时器及外部中断实验
——有急救车的交通灯控制实验
一、实验目的
1、熟练在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。
2、熟练C51语言数据输出程序的设计方法。
3、学习模拟交通灯控制的C51实现方法。
4、学习外部中断技术及定时器中断的C51基本使用方法。
5、学习中断处理程序C51编程方法。
二、实验设备
硬件：PC机
软件：uVision2 keil c51
三、实验内容
本实验的原理图如下：
编写程序，完成以下功能：
模拟交通灯管理：允许急救车优先通过的要求
具体要求为: 当有急救车到达时，东西和南北方向上的红灯亮，以便让急救车通过，假定急救车通过路口的时间为10秒，急救车通过后，交通灯恢复中断前的状态。本实验以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。
四、实验原理
1、实验方案
本实验的设计可以有两种设计方案：
方案一：用十二个发光二极管分别表示南面路口的绿灯、黄灯、红灯，东面路口的绿灯、黄灯、红灯，北面路口的绿灯、黄灯、红灯，西面路口的绿灯、黄灯、红灯。
方案二：虽然实际交通灯的数量是十二个，但是因为南北路口的两个红灯、绿灯以及黄灯的亮灭规律相同，其它路口的灯也满足同样的规律，所以用六个发光二极管也能模拟交通灯。由原理图可定义如下：
LED1、LED2、LED3 →南北方向的绿灯、黄灯、红灯
LED4、LED5、LED6 →东西方向的绿灯、黄灯、红灯
要完成本实验，首先必须了解交通路灯的亮灭规律，本实验的亮灭规律如下：
1、初始态是两个方向路口的红灯全亮。
2、东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车。
3、延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。
4、闪烁若干次后，东西路口红灯亮，同时南北路口绿灯亮，南北方向开始通车。
5、延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，如此反复下去。
本实验以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。特别注意的是中断现场的保护。
要求用软件或者定时器来完成延时。
2、实验说明
因此交通灯（发光二极管）的显示数据可以赋给OUTPORT变量，实现结果的输出。本实验中还要注意的是，交通灯的每一种状态的显示，都需要延时一段时间再切换到另一种状态，从而实现每一种状态的稳定显示。其C51语言的实现方法如下：
OUTPORT=x;//显示交通灯某一状态数据x
Delay(1);//延时1ms
OUTPORT=y; //显示交通灯另一状态数据y
Delay(1); //延时1ms
……
实验中涉及到急救车通过，要求使用外部中断的方式实现。在本实验中我们可以利用单片机的外部中断INT0实现。也就是说，急救车通过时，首先利用INT0外部中断给单片机发脉冲，告知单片机，急救车要求通过，然后单片机接收到脉冲，并做出判断并使东西和南北方向上的红灯亮，同时延时10秒，10秒后表明急救车已经通过，此时单片机恢复原状态。利用C51语言可定义外部中断如下：
void Rescure_bus() interrupt 0
{
EA=0;//关闭中断，即不允许其它中断
OUTPORT=0x11;// 0x11为东西和南北方向上红灯亮的状态数据
Delay(10000);//延时10s
……
EA=1;//开启中断
}
在调用外部中断0时，一定要注意的是中断现场的保护，要就是说，中断完成后，一定能够恢复中断前的状态，那么在中断程序中使用的变量、外部端口、内部资源，如果在中断前正在使用，那么在中断开始前一定要保护，中断后一定要恢复。
同时，注意的是由于在实验中使用到单片机资源外部中断0，需要对对应的特殊寄存器作一定的配置。首先需要定义特殊寄存器变量：
sfr IE=0xA8;
sbit EA=IE^7;
sbit EX0=IE^0;
当然，这些特殊寄存器的定义实际上在reg51.h库中定义了，因此在C51编程时，只要包含上reg51.h即可，如下所示：
#include
本实验需要使用到这些特殊寄存器，就是在程序初始化时需要对这些寄存器赋初值，才可保证对应的INT0中断正常工作。本实验赋初值如下：
IT0=1;
EX0=1;
EA=1;
本实验可以根据实际实验箱的配置来选择以上方案中的任意一种。本实验按照方案二来设计，选用实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。例如将L1(红)、L2（绿）、L3（黄）作为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）作为南北方向的指示灯，同学们还可以用别的设计方法。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。
五、实验步骤
1、将PO.0-P0.7接发光二极管L1～L8;
2、脉冲输入端Ｐ_接8051CPU上的INT0，用来表示救护车的急救信号。
3、按实验内容以及方案二编写程序。
4、模拟仿真调试，观察P0口状态变化情况是否与实验内容相符。
六、实验报告要求
1、写出实验目的、实验设备、实验内容，分析实验原理，总结实验步骤。
2、画出流程图，并写出实验仿真调试后正确的程序。
3、对实验思考题加以分析，按照要求做出回答，并作实验总结。
七、实验思考题
1、本实验作了哪些中断现场保护，并解释其保护的过程？
2、实验总结（实验调试过程中的问题和调试体会）。
3、用软件延时或者定时器延时来完成延时函数的书写。。
