基于msp430的交通燈控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書-文庫吧
2025-07-24 15:17 本頁面
【正文】 . 12 5．結(jié)論 ..................................................... 12 參考文獻(xiàn) .................................................... 14 附錄 ........................................................ 15 1．系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于 MSP430 單片機(jī)的 交通信號燈 控制系統(tǒng) 6 硬件 系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)由 MSP430 單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、按鍵電路、數(shù)碼管顯示電路、紅綠燈顯示電路組成。強(qiáng)大的處理能力 MSP430 系列單片機(jī)是一個 16 位的單片機(jī)，采用了精簡指令集（ RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址、 4 種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲都 可以參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHZ 晶體驅(qū)動下指令周期為 125ns。這些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序，完全可以滿足本系統(tǒng)的需要；與其他控制方法相比，所用器件可以說是比較簡單經(jīng)濟(jì)的。電源電路主要負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)進(jìn)行供電，讓系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。按鍵電路實(shí)現(xiàn)對一些時間和工作模式的轉(zhuǎn)換，很好的實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的功能。數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)對倒計(jì)時間的顯示功能，紅綠燈顯示電路實(shí)現(xiàn)十字路口紅黃綠之間的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)框圖如圖 1 所示， 圖 1 硬 件系統(tǒng)框圖 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng)主流程 如圖 2 所示為軟件系統(tǒng)主流程圖： 復(fù)位電路 時鐘電路 MSP430單片機(jī) 紅綠燈顯示電路 2 位 LED 數(shù)碼管顯示電路 電源電路 按鍵輸入電路 基于 MSP430 單片機(jī)的 交通信號燈 控制系統(tǒng) 7 圖 2 軟件系統(tǒng)主流程框圖 程序設(shè)計(jì) 道口交通控制系統(tǒng)程序主要分為以下幾個模塊：初始化程序、主程序、鍵盤顯示和延時。 （ 1）初始化程序 初始化程序主要完成的是對顯示初值以及定時器初值。 （ 2）主程序 主程序要負(fù)責(zé)總體程序管理功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換設(shè)定。由于采用動態(tài)掃描方式顯示時間，因此主程序大部分時間要調(diào)用掃描顯示程序。鍵盤也加在主程序中了。 （ 3）延時服務(wù)程序 主要是在整 個電路中，在動態(tài)顯示時間得用延時來保證數(shù)碼管亮足夠的時間。 （ 4）顯示 主要是對數(shù)碼管的顯示，讓人們能更準(zhǔn)確的看清時間，可以什么時間通過。 在整個程序流程圖中 ,提高了系統(tǒng)的靈活性中斷任務(wù)主要進(jìn)行緊急情況處理，并保護(hù)當(dāng)前的現(xiàn)場，以便于恢復(fù)。 開始 初始化 調(diào)用 LED 顯示子程序 開中斷 返回 調(diào)用時間顯示子程序 基于 MSP430 單片機(jī)的 交通信號燈 控制系統(tǒng) 8 2．硬件系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì) MSP430 最小系統(tǒng) 圖 3 MSP430單片機(jī)最小系統(tǒng) 如圖 3 所示， MSP430 最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、晶振電路、 JTAG 等組成。 MSP430 單片機(jī)的 64 個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 MSP430 系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求講它喚醒只有 6us。超低功耗 MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷杭办`活而可控的運(yùn)行時鐘方面都有其獨(dú)到之處。首先， MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是 ~ 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運(yùn)行 基于 MSP430 單片機(jī)的 交通信號燈 控制系統(tǒng) 9 時，芯片的電流會在 200~400uA 左右，時鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有 。其次，獨(dú)特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在 MSP430 系列中有兩個不同的系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng)和鎖頻（ FLL 和 FLL+)時鐘系統(tǒng)或 DCO 數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。有的使用一個晶體振蕩器（ 32768Hz），有的使用兩個晶體振蕩器。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時鐘，并且這些時鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對總體功耗的控制。 電源電路 GND1Vout2Vin3Vout4U1 C6C347uFC5+5V VCC330R7D2RedGND123P1外接 +5V 電源D11N4007 圖 4 電源電路 接入電路時（如圖 5）， P1 為 DC5V 輸入接頭， D1 二極管防止電源接反，對電路具有保護(hù)作用， 電源管理芯片輸出穩(wěn)定的 + 電壓。 C C C5 為濾波電容，實(shí)現(xiàn)高頻和低頻濾波。 D2 的發(fā)光二極管是電源指示燈。 數(shù) 碼管顯示電路 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1十位A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS2個位OC1LE111D22D33D44D55D66D77D88D98Q127Q136Q145Q154Q163Q172Q181Q19GND10VCC20U274HC573OC1D2D3D4D5D6D7D8D dpgfedcbaVCCVCCGNDabcdefgdpabcdefgdpQ190121KR1410KR12VCC1KR1510KR13VCCQ29012Shu1 Shu210uFC9C10GNDVCC 圖 5 數(shù)碼管顯示電路 采用 74HC573 數(shù)據(jù)鎖存器，對數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動，同時還具有數(shù)據(jù)所存作用，方便程序設(shè)計(jì)。采用兩個獨(dú)立的共陽極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時間的顯示。兩 PNP 三極管實(shí)習(xí)對數(shù)碼 基于 MSP430 單片機(jī)的 交通信號燈 控制系統(tǒng) 10 管的為控制還具有驅(qū)動功能。 C9 和 C10 兩個電容實(shí)現(xiàn)對電源高頻和低頻的濾波作用，保證鎖存器的電源穩(wěn)定。 LED 顯示電路 D10 RedD8YellowD6 GreenD5RedD4YellowD3GreenD14GreenD7RedD12RedD13
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