十字路口交通灯控制.doc

嵌入式系统大作业十字路口交通灯控制一、设计目的：1了解基于ARM7核的LPC2106的管脚功能和特点，掌握I/O控制寄存器的设置方法；2掌握ARM7应用系统编程开发方法，能用C语言编写应用程序；3熟练掌握ADS1.2软件的使用以及PROTEUS仿真调试的方法；二、具体任务：1采用PROTEUS完成十字路口交通灯控制的硬件电路设计，要求单片机选型为飞利浦公司的LPC2106，东西南北方向分别设置红黄绿3个指示灯，东西方向和南北方向各用1个数码管显示通行时间；2用ADS1.2编写C语言应用程序，完成十字路口交通灯控制；3采用PROTEUS将应用程序装载在LPC2106中，进行仿真验证。要求东西方向和南北方向的数码管显示通行时间并倒计时，可以设置成一样，例如都是9秒倒计时；每当倒计时时间到，完成红黄绿指示灯的状态切换，模拟实现十字路口的交通灯管理控制。三、基础知识1LPC2106/2105/2104特性简介 ARM7TDMI-S 处理器 ；128k 字节片内Flash 程序存储器，具有ISP 和IAP 功能。Flash 编程时间：1ms 可编程512 字节，扇区擦除或整片擦除只需400ms。 64/32/16K 字节静态RAM（LPC2106/2105/2104 ）。极小封装：TQFP48 (7 7mm2)。 向量中断控制器控制中断； 双UART，其中一个带有完全的调制解调器接口。具有I 2C串行接口和 SPI 串行接口；两个定时器，分别具有4 路捕获/ 比较通道；多达6 路输出的PWM 单元；实时时钟；看门狗定时器 ；通用I/O 口 ； CPU 操作频率可达60MHz；双电源： CPU 操作电压范围：1.65V1.95V(1.8V8.3%) ， I/O 电压范围：3.0V3.6V(3.3V10%) ； 两个低功耗模式：空闲和掉电；片内PLL 允许CPU 以最大速度运行，可以在超过整个晶振操作频率范围的情况下使用。 主要应用：Internet 网关 ；串行通信协议转换器 ； 访问控制 ； 工业控制； 医疗设备等。LPC2106/2105/2104 包含一个支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、与片内存储器控制器接口的ARM7 局部总线、与中断控制器接口的AMBA 高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VLSI 外设总线（VPB，ARMAMBA 总线的兼容超集）。LPC2106/2105/2104 将ARM7TDMI-S 配置为小端（little-endian）字节顺序。2LPC2106/2105/2104 存储器重新映射和BOOT BLOCK AHB 外设分配了2M 字节的地址范围，它位于4G 字节ARM 存储器空间的最顶端。每个AHB 外设都分配了16k 字节的地址空间。LPC2106/2105/2104 的外设功能（中断控制器除外）都连接到VPB 总线。AHB到VPB 的桥接将VPB 总线与AHB 总线相连。VPB 外设也分配了2M 字节的地址范围，从3.5GB 地址点开始。每个VPB 外设在VPB 地址空间内都分配了16k 字节地址空间。3引脚说明LPC2106/2105/2104封装为TQFP48 (7 7mm2)， PROTEUS中的 LPC2106是DIP形式，下面以PROTEUS中DIP形式做管脚说明及使用介绍，其实管脚是完全一致的。（1）电源和地双电源：3.3V（管脚40、17）提供给I/O，1.8V（管脚5）提供给ARM7处理器地：管脚43、31、19、7（2）（管脚6）复位，复位电路设计参见上图。（3）RTC（26）K和DBGSEL（27），用作JTAG下载调试，如没有用到可以不接。（4）XTAL1（11脚）和XTAL2（12脚）：外接晶振。（5）32个I/O口。4 管脚配置为GPIO下的几个寄存器设置 寄存器PINSEL0和PINSEL1的设置。LPC2106的I/O口全都是3功能复用端口，也就是说即可用作普通输入输出端口，又用作第2或第3种功能。设计人员可根据需要设置两个32位特殊功能寄存器PINSEL0和PINSEL1。PINSEL0对应引脚P0.0P0.15，PINSEL1对应引脚P0.16P0.31。都是寄存器中用两位来完成1根引脚的功能设置。例如：2 GPIO方向寄存器设置当管脚配置为GPIO 模式时，可使用该寄存器控制管脚的方向。任意管脚的方向位的设置必须与管脚功能一致。 输出置1寄存器IOSET当管脚配置为GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从管脚输出高电平。写入1 使对应管脚输出高电平。 写入0 无效。如果一个管脚被配置为输入或第二功能，写IOSET 无效。 输出清零寄存器IOCLR当管脚配置为GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从管脚输出低电平。写入1 使对应管脚输出低电平。 写入0 无效。如果一个管脚被配置为输入或第二功能，写IOCLR 无效。如果指定输出管脚在GPIO 输出置位寄存器（IOSET）和GPIO 输出清零寄存器（IOCLR）中的对应位都置位，那么管脚的输出电平取决于后写入的寄存器的值。例如： IOSET = 0x0000 0080 IOCLR = 0x0000 0080 P0.7 输出电平为低，因为写GPIO 清零寄存器在写置位寄存器之后。四、软件调试软件调试步骤如下：1. 启动ADS1.2,选择Codewarrior2. 新建工程项目,项目类型为ARM Executable Image,并在Project name下输入工程名3. 右键单击空白处，添加所需项目文档进工程，见下图，除main.c是用户自己编写的应用程序外，其余的文件都是LPC2106的启动代码，简单应用无需更改。4. 点击图标，进行工程相关设置 选ARM FORELF，用PROTEUS仿真必须选择。 设置代码起始地址（0x00000000)与数据起始地址(0x40000000) 设置程序入口地址 设置输出文件类型及文件名，用PROTEUS仿真必须选择INTEL 32 bit Hex文件类型，文件名可随意输入。全部设置完后点OK退出并保存设置。 联合编译，点图标。如无错误，会得到编译信息，并会生成自己命名的HEX文件。 将HEX文件加载在PROTEUS中的PC2106中运行。双击PROTEUS中的PC2106芯片，出现下面的对话框单击找到生成的HEX文件，然后点确定。HEX文件就加载到了芯片中。观察程序执行结果是否达到预期目标。五、十字路口交通灯控制源程序及仿真效果图#include config.h #define uchar unsigned char char LED=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/*0-9数字段码表*/void delay(uint32 n) /*延时子程序*/uint32 i;for(i=0;i=0;i-) /*东西亮绿灯，南北亮红灯延时9秒*/ IOSET=LEDi; /*查段码表送显示*/ delay(500000000); IOCLR= 0x000001ff; /*将IO低九位清零*/ else if(m=1)for(i=6;i=0;i-) /*东西亮黄灯，南北亮黄灯延时6秒*/IOSET=LEDi; /*查段码表送显示*/delay(500000000);IOCLR= 0x000001ff; /*将IO低九位清零*/elsefor(i=8;i=0;i-) /*东西亮红灯，南北亮绿灯延时8秒*/IOSET=LEDi; /*查段码表送显示*/delay(500000000);IOCLR= 0x000001ff; /*将IO低九位清零*/ int main(void) /*主程序*/uint32 j;while(1)PINSEL0=0x00000000; IODIR=0x00007fff;IOCLR=0x00007fff ; IOSET=0x00004200; /*东西方向亮红灯，南北方向亮绿灯*/j=0;light(j);IOCLR=0x00007fff ;IOSET=0x00002400; /*东西方向亮黄灯，南北方向亮黄灯*/j=1;light(j);IOCLR=0x00