基于arm嵌入式系統(tǒng)的交通燈設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-16 23:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，需外加限流電阻。有的產(chǎn)品還附加有一個小數(shù)點，因此有人也稱之為八段式發(fā)光二極管。圖 如圖 所示，數(shù)碼管由 8 個發(fā)光段（第八段表示小數(shù)點）的不同組合，從而實現(xiàn)十六進制數(shù)的顯示。通過段選端可以控制數(shù)碼管顯示內(nèi)容，位選端用于控制整個數(shù)碼管是否工作：對于共陰極數(shù)碼管，位選端要接低電平，對于共陽極數(shù)碼管，位選端接高電平。數(shù)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(shù)碼管要點亮的數(shù)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(nèi)只點亮一個數(shù)碼管。本次設(shè)計采用 2 位一體的數(shù)碼管，數(shù)碼管的 2 條位選線連接 ARM 的通用 I/O 口；數(shù)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9受 ARM 發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。數(shù)碼管硬件電路連接圖如圖 所示。圖 蜂鳴器設(shè)計將蜂鳴器正極端接電源，負(fù)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 lP圖 五 軟件設(shè)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(wù)程序主要控制那些燈亮以及亮的時間。10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(wù)程序流程圖系統(tǒng)保護現(xiàn)場車道紅燈計數(shù)變量1車道綠燈閃爍計數(shù)1車道紅燈閃爍計數(shù)1黃燈閃爍計數(shù)1車道閃爍黃燈計數(shù)1車道綠燈計數(shù)10=Flag50115=flag120110=flag11560=flag11050=flag55中斷返回55flag60flag==120flag=0,清零計數(shù)變量NYNNNNNYYYYYNflag==55or115控制蜂鳴器響 2秒NY主程序流程圖圖 ARM 交通燈模擬控制程序設(shè)計定時器控制原理：定時器對外設(shè)時鐘 Fpclk 周期進行計數(shù)，根據(jù) 4 個匹配寄存器的設(shè)定可設(shè)置為匹配（即達到匹配寄存器指定的定時值）時產(chǎn)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(shè)計僅適用定時器 0，選定定時器 0 中斷為向量 IRQ。設(shè)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11VICIntEnable、VICIntSelect、VICvectCntl 進行設(shè)置，初始化 SPI 接口，根據(jù)設(shè)計要求編寫軟件程序。根據(jù)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(shè)置相應(yīng)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(yīng)的引腳設(shè)置為 GPIO 方式并設(shè)置 GPIO 方向，在 GPIO 方向寄存器 IO1DIR 里設(shè)置，之后對定時器 0 進行初始化，并開相應(yīng)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(shè)定值，對 flag 加到設(shè)定值后進行清零，讓 flag 重新計數(shù)。中斷服務(wù)程序的設(shè)計，每隔一秒鐘定時器中斷一次，每中斷一次 flag 加 1 根據(jù) LED 點亮的先后順序以及點亮的時間，分別編寫相應(yīng)的程序。設(shè)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(zhuǎn)為黃燈閃5s，然后車輛通道轉(zhuǎn)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(wù)程序中對計數(shù)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 1六 設(shè)計心得體會及總結(jié)一周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)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(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)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． ”千里之行始于足下” ，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進行課程設(shè)計，學(xué)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(chǔ)．通過這次交通燈設(shè)計，本人在多方面都有所提高。通過這次交通燈設(shè)計，培養(yǎng)綜合運用所學(xué)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(xué)研究的基礎(chǔ)訓(xùn)練。了解所選擇的 ARM 芯片各個引腳功能，工作方式，計數(shù)/定時，I/O 口，中斷等的相關(guān)原理，并鞏固學(xué)習(xí)嵌入式的相關(guān)內(nèi)容知識。通過軟硬件設(shè)計實現(xiàn)利用 ARM 芯片完成交通燈控制功能。首先查閱相關(guān)文獻資料，熟悉所選 ARM 芯片。第二步總體設(shè)計方案規(guī)劃，設(shè)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為黃燈閃爍。接下來 系統(tǒng)硬件設(shè)計，熟悉 IO 接口，定時器計數(shù)器工作原理。最后系統(tǒng)軟件設(shè)計，包括交通信號燈的工作流程軟件實現(xiàn)，用 C 語言編程。提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在此感謝我們的徐老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次模具設(shè)計的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計。同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 12由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。七 參考文獻【1】.周立功主編；ARM 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M]（第 2 版） ；北京：北京航空航天大學(xué)出
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