基于ARM的交通灯设计

成绩_重庆邮电大学移通学院嵌入式系统课程设计报告题目交通灯设计系别自动化专业名称自动化班级学号姓名指导教师重庆邮电大学移通学院实训中心制二一四年十二月嵌入式系统课程设计任务书供11级自动化系学生用引言嵌入式系统课程设计是自动化专业的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，又不同于课堂教学。它需要学生统筹运用所学各个专业的基本理论、基本方法对现实生活中的实际问题进行设计和调试。一、设计题目基于ARM的交通灯设计掌握嵌入式系统设计的基本方法，熟悉S3C24X0的开发环境及软硬件的调试过程，了解S3C24X0芯片各个引脚功能，工作方式，计时/定时，I/O口，中断等的相关原理，根据控制要求进行编程，解决十字路口交通灯控制的问题。巩固和加深对理论课中知识的理解，提高对所学知识的综合运用能力。二、系统工作过程说明车辆遇到红灯停绿灯行的行走情况，红绿灯时间均为60S，切换时间为10S，最后5S为黄灯闪烁。利用S3C24X0ARM芯片实现单路交通灯的控制实现红、绿、黄灯的循环控制。使用红、黄、绿三种不同颜色的LED灯实现此功能，人行道用红、绿两个灯控制，用软件控制灯的亮与灭来控制车辆和行人的通行。用数码管显示倒计时。可以利用动态显示或静态显示，串行并出或者并行并出实现。南北方向控制车辆的绿灯熄灭的同时，控制蜂鸣器响2秒来作为警报。ARM92440芯片原理图交通路口示意图如下图设计内容（1）完成S3C24X0最小系统的硬件电路设计，并用PROTELDXP设计电路原理图；（2）完成交通指示灯控制程序代码设计，在实验箱上调试并且能正常工作。三、设计步骤（1）对系统进行需求分析；（2）初始化配置（各种寄存器）；（3）编写各种相关的中断程序并在主函数中调用这些程序；（4）编译程序；（5）使用仿真器进行调试。摘要1一、绪论21、设计目的22、设计内容23、要实现的目标2二、系统分析及硬件设计31、S3C24X0芯片介绍3（1）S3C2410X概述3（2）主要特性3（3）系统结构42、系统电路设计5（1）总体设计框图5（2）系统电源电路6（3）蜂鸣器设计63、电路原理图7三、系统软件设计81、系统流程图82、系统程序设计9四、系统调试111、硬件调试112、程序调试113、软硬联调11总结12参考文献13附录14一、源程序141摘要随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着嵌入式系统的飞速发展，通过嵌入式的设计解决了交通的拥堵问题。关键词ARM交通灯控制WITHTHEDEVELOPMENTOFSOCIETYANDECONOMY,CITYTRAFFICPROBLEMHASATTRACTEDMOREANDMOREATTENTIONCOORDINATIONOFHUMAN,VEHICLE,ROAD,THERELATIONSHIPBETWEENTHETHREE,HASBECOMEONEOFTHEIMPORTANTPROBLEMSOFTRAFFICMANAGEMENTDEPARTMENTSTOSOLVETHECITYTRAFFICCONTROLSYSTEMFORCITYTRAFFICDATAMONITORING,TRAFFICSIGNALCONTROLANDTRAFFICMANAGEMENTCOMPUTERSYSTEM,ITISTHEMOSTIMPORTANTPARTOFTHEMODERNCITYTRAFFICCONTROLSYSTEMWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFEMBEDDEDSYSTEM,THEEMBEDDEDDESIGNTOSOLVETHETRAFFICCONGESTIONPROBLEMSKEYWORDSARMTRAFFICLIGHTCONTROL2一、绪论1、设计目的通过设计，培养自己综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练，加深对ARM芯片的了解；熟悉ARM芯片各个引脚的功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等相关原理，巩固学习嵌入式的相关内容知识。2、设计内容通过设计，培养自己综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练，加深对ARM芯片的了解；熟悉ARM芯片各个引脚的功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等相关原理，巩固学习嵌入式的相关内容知识。3、要实现的目标车辆遇到红灯停绿灯行的行走情况，红绿灯时间均为60S，切换时间为10S，最后5S为黄灯闪烁。利用S3C24X0ARM芯片实现单路交通灯的控制实现红、绿、黄灯的循环控制。使用红、黄、绿三种不同颜色的LED灯实现此功能，人行道用红、绿两个灯控制，用软件控制灯的亮与灭来控制车辆和行人的通行。用数码管显示倒计时。可以利用动态显示或静态显示，串行并出或者并行并出实现。南北方向控制车辆的绿灯熄灭的同时，控制蜂鸣器响2秒来作为警报。3二、系统分析及硬件设计1、S3C24X0芯片介绍（1）S3C2410X概述S3C2410X是韩国三星公司推出的16/32位RISC微控制器，其CPU采用的是ARM920T内核，加上丰富的片内外设，为手持设备和其它应用，提供了低价格、低功耗、高性能微控制器的解决方案。（2）主要特性具有16KB指令CACHE、16KB数据CACHE和存储器管理单元MMU。外部存储器控制器，可扩展8组，每组128MB，总容量达1GB；支持从NANDFLASH存储器启动。56（60）个中断源。4通道的DMA，并且有外部请求引脚。3个通道的UART，带有16（64）字节的TX/RXFIFO，支持IRDA10功能。具有2通道的SPI、1个通道的IIC串行总线接口和1个通道的IIS音频总线接口。有2个USB主机总线的端口，1个USB设备总线的端口。有4个具有PWM功能的16位定时器和1个16位内部定时器。8通道的10位A/D转换器，最高速率可达500KB/S；提供有触摸屏接口。2440有一个AC97音频解码器接口，一个数字摄像头接口。具有117130个通用I/O口和24通道的外部中断源。兼容MMC的SD卡接口（2410于2440的SD卡的波特率计算公式不同）。具有电源管理功能，可以使系统以普通方式、慢速方式、空闲方式和掉电方式工作。看门狗定时器。具有日历功能的RTC。有LCD控制器，支持4K色的STN和256K色的TFT，配置有DMA通4道。具有PLL功能的时钟发生器，2410时钟频率高达203MHZ，2440正常时钟平率为400MHZ。双电源系统2410电源管理18/20V内核供电，33V存储器和I/O供电。2440电源管理12V内核供电。18V/25V/33V存储器和33VI/O供电。（3）系统结构主要由两大部分构成ARM920T内核及片内外设。图21ARM920T内核及片内外设ARM920T内核由三部分ARM9内核ARM9TDMI、32KB的CACHE、MMU。5图22ARM920T内核片内外设分为高速外设和低速外设，分别用AHB总线和APB总线。图23片内外设2、系统电路设计（1）总体设计框图用ARM9系列S3C24X0芯片作为系统的主控芯片，控制交通灯的循环点6亮并显示灯亮时间（采用倒计时显示），当定时时间到的时候控制蜂鸣器响来提醒人们注意红绿灯的状态。图24最小系统（2）系统电源电路图25系统电源电路（3）蜂鸣器设计将蜂鸣器正极端接电源，负极端通过三极管接地，三极管基极通过电阻接到芯片的引脚上。蜂鸣器S3C24X0最小系统交通灯循环倒计时显示7图26蜂鸣器3、电路原理图图27电路原理图8三、系统软件设计1、系统流程图中断服务程序流程图开始系统保护现场Y定时器0初始化00TIMEFORI0IDELAYLOOPCOUNTI18一、课程设计报告1、报告内容本报告内容包括7个部分，具体如下（1）封面；（2）摘要、关键词（摘要要综述性概括设计的任务、过程、结论，200300字，关键词35个）；（3）课程设计任务书；（4）正文（设计过程，包括需求分析、硬件设计、软件设计、工作过程描述等）；（5）总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容）；（6）参考文献58篇（包括在设计过程中查询过的文献资料）；（7）附录（包括附图、程序等）。2、报告格式（1）摘要标题加粗，宋体二号字，居中；内容宋体小四号字，15倍行距关键词标题加粗，宋体小四号字，居左；内容宋体小四号字，关键词之间以分号隔开分页（2）正文正文标题居中，加粗宋体三号字内容宋体小四号字，15倍行距分页（3）总结标题居中，加粗宋体二号字内容宋体小四号字，15倍行距分页（4）参考文献标题居中，加粗宋体二号字内容宋体小四号字，15倍行距格式序号作者姓名书名（不用书名号）出版社出版日期19如分页（5）附录标题居中，加粗宋体二号字内容宋体小四号字，15倍行距3、其他要求（1）论文中涉及到的贴图，一律需要在贴图正下方居中位置用宋体五