【文章內容簡介】 亮 LED1～LED8 需要使用 GPIO 清零寄存器 1（IO1CLR）的對應位設置為 1，即在引腳 ～ 上加邏輯低電平，即可點亮這些燈。與之相反，要熄滅這些燈，則要用 GPIO 輸出置位寄存器 1（IO1SET）將對應的位置位即可。 數碼管倒計時顯示硬件設計數碼管是一種很普遍的顯示器件，數碼管的主要部分是七段發(fā)光二極管；數碼管分為共陰極和共陽極兩種，為了保護各段 LED，需外加限流電阻。有的產品還附加有一個小數點，因此有人也稱之為八段式發(fā)光二極管。圖 數碼管外形圖及陰陽兩極連接示意圖如圖 所示，數碼管由 8 個發(fā)光段（第八段表示小數點）的不同組合，從而實現(xiàn)十六進制數的顯示。通過段選端可以控制數碼管顯示內容，位選端用于控制整個數碼管是否工作：對于共陰極數碼管，位選端要接低電平，對于共陽極數碼管，位選端接高電平。數碼管有兩種顯示方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示讓數碼管要點亮的數碼管同時持續(xù)點亮；動態(tài)顯示則利用了人眼的視覺暫留原理，在一個時間內只點亮一個數碼管。本次設計采用 2 位一體的數碼管，數碼管的 2 條位選線連接 ARM 的通用 I/O 口；數碼管的 8 個段選端連接 74HC595 芯片的并行 I/O 輸出接口，74HC595 再與 ARM 的 SPI0 模式進行通信，接受 ARM 發(fā)送過來的數據。數碼管硬件電路連接圖如圖 所示：圖 數碼管硬件電路連接圖 蜂鳴器設計將蜂鳴器正極端接電源，負極端通過三極管接地，三極管基極通過電阻接到 LPC2138芯片的 引腳上。具體硬件電路連接圖如圖 所示： 圖 蜂鳴器硬件電路連接圖5 軟件設計 交通燈控制軟件流程圖圖 為 ARM 模擬交通燈控制程序流程圖，主程序主要完成倒計時顯示及控制蜂鳴器，中斷服務程序主要控制那些燈亮以及亮的時間。開始定時器 0 初始化初始化中斷，開中斷交通燈倒計時顯示中斷服務程序流程圖系統(tǒng)保護現(xiàn)場車道紅燈計數變量1車道綠燈閃爍計數1車道紅燈閃爍計數1黃燈閃爍計數1車道閃爍黃燈計數1車道綠燈計數10=Flag50115=flag120110=flag11560=flag11050=flag55中斷返回55flag60flag==120flag=0,清零計數變量NYNNNNNYYYYYNflag==55or115控制蜂鳴器響 2秒NY主程序流程圖圖 模擬交通燈控制程序流程圖 ARM 交通燈模擬控制程序設計定時器控制原理：定時器對外設時鐘 Fpclk 周期進行計數，根據 4 個匹配寄存器的設定可設置為匹配（即達到匹配寄存器指定的定時值）時產生中斷或執(zhí)行其他操作。ARMLPC2138 有兩個 32 位定時器，定時器 0 和定時器 1，本次設計僅適用定時器 0，選定定時器 0 中斷為向量 IRQ。設置 P0、P1 口為 GPIO 輸出狀態(tài)，初始化定時器，選定定時器 0 中斷為向量 IRQ，對VICIntEnable、VICIntSelect、VICvectCntl 進行設置，初始化 SPI 接口，根據設計要求編寫軟件程序。根據事先畫好的程序流程圖，用 C 語言編寫程序，在主程序中對需要用到的 I/O 口進行定義，并設置相應的 I/O 口，比如要求 ～ 引腳為 GPIO 功能，則通過對引腳功能選擇寄存器 PINSEL1 將對應的引腳設置為 GPIO 方式并設置 GPIO 方向，在GPIO 方向寄存器 IO1DIR 里設置，之后對定時器 0 進行初始化，并開相應的中斷。然后進入大循環(huán)進行倒計時顯示、控制蜂鳴器的蜂鳴與否并判斷 flag 是否加到設定值，對 flag加到設定值后進行清零，讓 flag 重新計數。中斷服務程序的設計，每隔一秒鐘定時器中斷一次，每中斷一次 flag 加 1 根據 LED 點亮的先后順序以及點亮的時間，分別編寫相應的程序。6 運行測試結果根據事先畫好的程序流程圖，用 C 語言編寫程序，并成功生成 HEX 文件，編譯結果如圖 所示：圖 編譯結果示意圖車道紅燈、馬路綠燈，一位數碼管 50 秒倒計時顯示如下圖 所示：圖 車道紅燈、馬路綠燈 50 秒倒計時顯示車道紅燈、馬路綠燈，一位數碼管 50 秒倒計時顯示，倒計時 5 秒，馬路方向亮黃燈，以提示即將亮紅燈，如下圖 所示：圖 東西方向亮黃燈提示即將亮紅燈顯示設計為系統(tǒng)上電即點亮車道紅燈以及馬路綠燈，倒計時 50s 紅燈開始閃爍，同時馬路紅燈亮，紅燈閃 5s 接著轉為黃燈閃 5s，然后車輛通道轉為綠燈亮，50s 后綠燈閃 5s，黃燈再閃 5s 之后又回到紅燈亮，人行道只在車輛通道紅燈時才亮綠燈。這主要靠在中斷服務程序中對計數值 flag 的判斷來對正在點亮的燈進行定時實現(xiàn)程序詳細清單見附錄。7 設計心得體會及總結兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程?！鼻Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。通過這次交通燈設計，本人在多方面都有所提高。通過這次交通燈設計，培養(yǎng)綜合運用所學知識、獨立分析和解決實際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，并獲得科學研究的基礎訓練。了解所選擇的 ARM 芯片各個引腳功能，工作方式，計數/定時，I/O 口，中斷等相關原理，并鞏固學習嵌入式的相關內容知識。通過軟硬件設計實現(xiàn)利用 ARM 芯片完成交通燈控制功能。首先查閱相關文獻資料，熟悉所選 ARM 芯片。第二步總體設計方案規(guī)劃，設計車輛遇到紅燈停綠燈行情況，紅綠燈時間均為 60s，切換時間為 10s，最后 5s