【正文】 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 日 期： 指 導(dǎo) 教 師： 說(shuō)明：報(bào)告中的第一、二、三項(xiàng)由學(xué)生在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始前填寫(xiě)，由指導(dǎo)教師指導(dǎo)并確認(rèn)簽字。學(xué)生成績(jī)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)情況給出各項(xiàng)分值及總評(píng)成績(jī)，并填寫(xiě)成績(jī)?cè)u(píng)定表。答辯小組成員應(yīng)由2人及以上教師組成。報(bào)告正文字?jǐn)?shù)一般應(yīng)不少于3000字，也可由指導(dǎo)教師根據(jù)本門課程設(shè)計(jì)的情況另行規(guī)定。課程設(shè)計(jì)完成后，由指導(dǎo)教師根據(jù)完成情況寫(xiě)出總結(jié)。一、課程設(shè)計(jì)目的、任務(wù)和內(nèi)容要求：通過(guò)該課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步了解和加深智能化儀器設(shè)計(jì)的一般原則；熟練掌握智能化儀器與裝置的軟、硬件設(shè)計(jì)方法；掌握儀器的軟件調(diào)試及軟硬件聯(lián)合統(tǒng)調(diào)方法與技能。本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)就是設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通燈系統(tǒng)。具體設(shè)計(jì)任務(wù)如下： 1．熟悉QG8芯片與ISD語(yǔ)音模塊的工作原理； 2．寫(xiě)出智能交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；3．用硬件加以實(shí)現(xiàn)；4．寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。 二、進(jìn)度安排：第1~3天： 查找資料，熟悉QG8單片機(jī)與ISD語(yǔ)音模塊的工作原理，給出總體設(shè)計(jì)方案；第4~6天： 各模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)；第7~12天：硬件連線，調(diào)試；第13~14天：寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。近年來(lái)，科技的飛速發(fā)展，使得電子器件也隨之廣泛應(yīng)用，其中單片機(jī)也不斷深入人民的生活當(dāng)中。從一定程度上解決了交通路口堵塞、車輛停車等待時(shí)間不合理、急車強(qiáng)通等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：交通燈；單片機(jī)；數(shù)碼管Abstract With increasingly social activity and economic development, the number of cars increased dramatically, increasingly congested city roads,the traffic lights changed traffic conditions, but also play an important role in people39。 microcontroller。單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS48開(kāi)始，迄今已有二十多年了。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。HC08是Freescale的08系列之一S08表示增強(qiáng)型HC08，它是在HC08基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，兼容HC08系列。 MC9S08AW60是低成本、高性能8位微處理器S08家族中的成員，本次課程設(shè)計(jì)就是以該芯片為基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行嵌入式的設(shè)計(jì)。按秒刷新，,當(dāng)計(jì)時(shí)器停止時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行紅綠燈的轉(zhuǎn)換。通過(guò)向通用I/O端口的引腳輸入高或低（1或0）電平，作為啟動(dòng)鍵，對(duì)數(shù)碼管開(kāi)始運(yùn)行。語(yǔ)音系統(tǒng)開(kāi)始讀出它事先錄好的語(yǔ)音。（2）確定系統(tǒng)交通控制的總體設(shè)計(jì)，包括，十字路口具體的通行禁行方案設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)應(yīng)擁有的各項(xiàng)功能，在這里，本設(shè)計(jì)除了有信號(hào)燈狀態(tài)控制能實(shí)現(xiàn)基本的交通功能，還增加了倒計(jì)時(shí)顯示提示，基于實(shí)際情況，又增加了緊急狀況處理和通行時(shí)間可調(diào)這兩項(xiàng)特特殊功能。（4）進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于本系統(tǒng)，本人采用單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況做了充足的研究，了解定時(shí)器，中斷以及延時(shí)原理，總體上完成了軟件的編寫(xiě)。單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍接口電路LED數(shù)碼管顯示紅黃綠信號(hào)燈按鍵控制電路圖21 總體設(shè)計(jì)框圖該系統(tǒng)要求完成倒計(jì)時(shí)功能。這種方案只顯示有限的符號(hào)和數(shù)碼字符，簡(jiǎn)單，方便。這種方案雖然功能強(qiáng)大，并可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作。 輸入方案題目要求系統(tǒng)能調(diào)節(jié)燈亮?xí)r間，并可處理緊急情況，我研究了兩種方案：方案一：采用8155擴(kuò)展I/O 口及鍵盤(pán)，顯示等。若用該方案，可提供較多I/O 口,但操作起來(lái)稍顯復(fù)雜。由于該系統(tǒng)對(duì)于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及RAM已經(jīng)夠用，故選擇方案二。圖31 MC9S08QG8的16管腳分配目前，F(xiàn)reescale的08系列單片機(jī)主要有HC0HCS08和RS08三種類型。2004年，HCS08誕生資源豐富，功耗低，性價(jià)比很高。Freescale S08系列MCU的型號(hào)龐大，但同一系列的CPU是相同的，也就是說(shuō)具有相同的指令系統(tǒng)，多種型號(hào)只是為了適用于不同的場(chǎng)合。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽(yáng)和共陰之分。這樣，一個(gè)LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個(gè)數(shù)值，就要分別對(duì)它們的高低電平來(lái)加以控制。圖32 MC9S08QG8的16管腳分配LED 燈的顯示原理:通過(guò)同名管腳上所加電平的高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮顯示為８，采用共陽(yáng)極連接驅(qū)動(dòng)代碼。每個(gè)方向上設(shè)置紅綠黃燈，總共4組。圖33 模擬電路4 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)設(shè)在十字路口，分為東西向和南北向，在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行，另一方向禁行，持續(xù)一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)短暫的過(guò)渡時(shí)間，將通行禁行方向?qū)Q。說(shuō)明：黑色表示亮，白色表示滅。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止通行。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)如表1所示。 單片機(jī)交通控制系統(tǒng)的功能要求本設(shè)計(jì)能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行，通行和等待的信號(hào)發(fā)生，還能進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，通行時(shí)間調(diào)整和緊急處理等功能。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計(jì)時(shí)顯示的信號(hào)控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時(shí)顯示的路口更安全。本設(shè)計(jì)中可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，增加了人為的可控性，避免自動(dòng)故障和意外發(fā)生，并再緊急狀態(tài)下，可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。前者軟件編寫(xiě)簡(jiǎn)單，但在按鍵數(shù)量較多時(shí)特別浪費(fèi)I／0口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且I／0口足