嵌入式系统课程设计报告十字路口交通灯控制

1、班级： 电气工程及其自动化 学号： 姓名： 指导教师： 成绩：嵌入式系统课程设计报告设计任务一 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2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；

2、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15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。3、 硬件电路设计。（参考下图完成硬件电路设计，用屏幕抓图的方式将自己设计的PROTEUS电路图粘贴在下面，并用文字对所设计的电路功能、原理进一步说明）参考图如下：1、无左转弯proteus电路图：2、有左转弯proteus电路图：硬件电路说明：1、无左转弯电路图说明：该电路是一个两位数码管显示的十字交通灯控制proteus硬件仿真图。功能介绍如下：启动后首先

3、东西绿灯和南北红灯都亮15秒（第一个状态），然后东西方向绿灯变闪烁黄灯（每0.5秒交替一次）南北方向红灯保持亮态，该状态5秒后，转变为东西向红灯和南北向绿灯同时亮15秒，然后南北方向绿灯变闪烁黄灯（每0.5秒交替一次）,东西方向红灯保持亮态，持续5秒后，再转为第一个状态，如此循环往复。2、有左转弯电路图说明：该电路在上电路基础上加一个东西与南北方向左转弯灯的控制，功能介绍如下：首先是只有东西方向直行绿灯亮（第一个状态），10秒后开始东西黄灯闪烁，维持5秒后转为东西方向左转绿灯亮，其他均为红灯，10秒后绿灯开始闪烁，持续5秒后转为南北方向直行绿灯亮，其他均红灯，10秒后开始南北直行黄灯闪烁，维持

4、5秒后转为南北左转绿灯亮，其他均转红灯，再过10秒后南北左转绿灯开始闪烁，维持5秒后转为第一个状态，如此往复。以上两个程序各状态时间均可由程序参数调节，便可改变交通路口的高峰期时段的各方向流通状态，很简洁方便，在此不详述。四、源程序1、十字路口无左转弯交通灯控制源程序：#include "config.h"#include"LPC2106.h"void delay(unsigned int x) /延迟0.xMS while(x-) unsigned char j; for(j=0;j<125;j+) ; uint8 led=0x3f,0x06,0

5、x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/共阴数码管段选值void display()/数码管显示uint8 i=15;while(i)IOSET = (led i / 10 << 13) | (led i % 10 << 6);delay(5000);IOCLR = (led i / 10 << 13) | (led i % 10 << 6); i-;int main(void)uint8 k;int8 type=1;PINSEL0=0x00000000; /将管脚设置为通用IO端口GPIOPINSEL1=

6、0x00000000;IODIR=0xFFFFFFFF; /将方向寄存器IODIR全设为输出=1 while(1) switch(type)case 1: /东西绿灯亮，南北红灯亮，15秒。IOSET=0x00000021;display();type=2;break;case 2: /东西黄灯闪烁，南北红灯亮，5秒。 IOCLR=0xFFFFFFFF; k=5; while(k) IOSET=0x00000011;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);IOCLR=0x00000010;IO

7、CLR = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);k-; type=3;break; case 3:/南北绿灯亮，东西红灯亮，15秒。 IOCLR=0x00000001;IOSET=0x0000000C;display();type=4;break; case 4: /南北黄灯闪烁，东西红灯亮，5秒。 IOCLR=0xFFFFFFFF; k=5; while(k) IOSET=0x0000000A;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 <<

8、 6);delay(3000);IOCLR=0x00000002;IOCLR = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);k-; type=1;IOCLR=0x00000008; 2、十字路口有左转弯交通灯控制源程序：#include "config.h"#include"LPC2106.h"void delay(unsigned int x) /延迟0.xMS while(x-) unsigned char j; for(j=0;j<125;j+) ; uint

9、8 led=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/共阴数码管段选值void display() /数码管显示uint8 i=15;while(i-5)IOSET = (led i / 10 << 13) | (led i % 10 << 6);delay(5000);IOCLR = (led i / 10 << 13) | (led i % 10 << 6); i-;int main(void)uint8 k;int8 type=1;PINSEL0=0x00000000; /将管脚设

10、置为通用IO端口GPIOPINSEL1=0x00000000;IODIR=0xFFFFFFFF; /将方向寄存器IODIR全设为输出=1 while(1) switch(type)case 1: /东西绿灯亮，南北红灯亮 IOSET=0x00600021;display();k=5; /东西黄灯闪烁while(k)IOCLR=0x00000020;IOSET=0x00000010;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);IOCLR=0x00000010;IOCLR = (led k / 10

11、<< 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);k-;/*东西左转弯绿灯亮*/IOCLR=0x00600021;IOSET=0X00500009;display();type=2;break;case 2: /东西左转弯绿灯闪烁 k=5; while(k) IOSET=0x00100000;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);IOCLR=0x00100000;IOCLR = (led k / 10 << 13) | (led

12、 k % 10 << 6);delay(3000);k-; type=3;break; case 3:/南北绿灯亮，东西红灯亮 IOCLR=0x00000001; IOSET=0x0060000C;display();k=5;/南北黄灯闪烁while(k)IOCLR=0x00000004;IOSET=0x00000002;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);IOCLR=0x00000002;IOCLR = (led k / 10 << 13) | (led k %

13、10 << 6);delay(3000);k-;/*南北左转弯绿灯亮*/IOCLR=0X0060000C;IOSET=0x00A00009;display();type=4;break; case 4: /南北左转弯绿灯闪烁 k=5; while(k) IOSET=0x00800000;IOSET = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);delay(3000);IOCLR=0x00800000;IOCLR = (led k / 10 << 13) | (led k % 10 << 6);del

14、ay(3000);k-; type=1;IOCLR=0xFFFFFFFF; /全部清零 五、仿真效果。（用屏幕抓图的方式将PROTEUS运行仿真效果图粘贴在下面）1、无左转弯仿真效果图。2、 有左转弯仿真效果图。设计任务二 uC/OS-的移植与应用一、设计目的：1了解嵌入式实时操作系统uC/OS-可移植、可裁剪等性能特点，正确理解实时操作系统中任务、信号、消息、中断等基本概念以及uC/OS-多任务管理的调度算法；2掌握uC/OS-在ARM7上移植的方法；3能将uC/OS-移植在LPC2106中，并根据具体要求创建用户任务，解决实际问题；二、具体任务：1uC/OS-移植在LPC2106中。2编写

15、用户任务程序，完成实时温度的采集控制。硬件电路见参考硬件电路图，图中用滑动变阻器代替温度传感器转换后的电压，用ADC0809完成A/D转换，并用数码管显示出来。三、参考硬件电路。（用文字对所设计的电路功能、原理做详细说明）DIY设计图：硬件电路说明：该电路是有LPC2106芯片控制的A/D转换实时采集温度并显示的控制，通过创建多用户任务，解决实际问题的装置。工作原理及流程如下：装在hex文件后点击运行，按采样开关按钮后由标号12线的开关信号输入LPC2106芯片后输出启动A/D转换的使能端OE（标号11），使温度采样的模拟信号通过ADC0808转换为数字信号后经标号15至22八线传给控制芯片，

16、控制芯片将接收的数字信号经控制转换后再通过标号0到7八线输出至数码管进行动态显示，显示出相应的温度值。倘若突然改变温度采样值，数码管会迅速实时地显示出相应的变化，这真是程序中的精髓，也是最难之处，本人设计的硬件和软件结合就解决了此问题，实时控制性能好。四、源程序#include "config.h"#define TASK_STK_SIZE 64#define key 0x00001000 /按键#define adstart 0x00002000 /AD采样开始#define adend 0x00004000 /AD结束const uint32 led_code16= 0

17、x0000003F,0x00000006,0x0000005B,0x0000004F, 0x00000066,0x0000006D,0x0000007D,0x00000007, 0x0000007F,0x0000006F,0x00000077,0x0000007C, 0x00000039,0x0000005E,0x00000079,0x00000071 ; OS_STK Task0StkTASK_STK_SIZE;OS_STK Task1StkTASK_STK_SIZE;OS_STK Task2StkTASK_STK_SIZE;INT32U i; void Task0(void *data);

18、void Task1(void *data);void Task2(void *data);/* 函数名称: main 功能描述: c语言的主函数，由它启动多任务环境*/int main (void) OSInit(); /初始化 OSTaskCreate(Task0, (void *)0, &Task0StkTASK_STK_SIZE - 1,1); OSTaskCreate(Task1, (void *)0, &Task1StkTASK_STK_SIZE - 1,2); OSTaskCreate(Task2, (void *)0, &Task2StkTASK_STK

19、_SIZE - 1,3); OSStart(); return 0;void delay(INT32U t) /延时子程序uint32 x,y;for(x=t;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void L_Init (void) /初始化 PINSEL0=0x00000000; PINSEL1=0x00000000; IODIR|= 0x00002fFF; /* 函数名称:Task0 功能描述: 第一个任务，进行初始化目标板和建立其它任务。*/ void Task0(void *p_arg) p_arg = p_arg; TargetInit(); L_Init(

20、); for(;) /无限for循环 while(IOPIN&key)!=0);/假如按键没有按下，则一直循环在这里 L_Init(); while(IOPIN&key)=0);/按键被按下又弹起，程序顺序执行 IOCLR= 0x0000ffFF; /清零低16位 OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF); /* 函数名称:Task1 功能描述: 第2个任务，AD转换。*/ void Task1(void *p_arg) p_arg = p_arg; L_Init(); for(;) IOCLR=adstart; /输入高低的脉冲电平 delay(100); IOSET=adstart; delay(100); IOCLR=adstart; delay(100); L_Init(); while(IOPIN&adend)=0); IOSET=1<<11; /11位为AD的OE使能端 i=IOPIN; i=i>>15; /AD的输出OUT8到OUT1分别由15到22位控制 OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF); /* 函数名称:Task2 功能描述: 第3个任务，LED显示。*/ void Task2(void *p_arg) INT32U gw,sw,bw; p_arg