嵌入式系统课程设计报告

.../班级：电气工程及其自动化学号：姓名：班级：电气工程及其自动化学号：姓名：指导教师：成绩：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；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。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"voiddelay<unsignedintx>//延迟0.xMS{while<x-->{unsignedcharj;for<j=0;j<125;j++>{;}}}uint8led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共阴数码管段选值voiddisplay<> //数码管显示{ uint8i=15; while<i> { IOSET=<led[i/10]<<13>|<led[i%10]<<6>; delay<5000>; IOCLR=<led[i/10]<<13>|<led[i%10]<<6>;i--; } }intmain<void>{ uint8k; int8type=1; PINSEL0=0x00000000;//将管脚设置为通用IO端口GPIO PINSEL1=0x00000000; IODIR=0xFFFFFFFF;//将方向寄存器IODIR全设为输出=1while<1>{ switch<type> { case1: //东西绿灯亮,南北红灯亮,15秒。 IOSET=0x00000021; display<>; type=2; break; case2://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; IOCLR=<led[k/10]<<13>|<led[k%10]<<6>; delay<3000>; k--; } type=3; break; case3: //南北绿灯亮,东西红灯亮,15秒。 IOCLR=0x00000001; IOSET=0x0000000C; display<>; type=4; break; case4://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]<<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"voiddelay<unsignedintx>//延迟0.xMS{while<x-->{unsignedcharj;for<j=0;j<125;j++>{;}}}uint8led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共阴数码管段选值voiddisplay<> //数码管显示{ uint8i=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--; } }intmain<void>{ uint8k; int8type=1; PINSEL0=0x00000000;//将管脚设置为通用IO端口GPIO PINSEL1=0x00000000; IODIR=0xFFFFFFFF;//将方向寄存器IODIR全设为输出=1while<1>{ switch<type> { case1: //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]<<13>|<led[k%10]<<6>; delay<3000>; k--; } /*东西左转弯绿灯亮*/ IOCLR=0x00600021; IOSET=0X00500009; display<>; type=2; break; case2://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[k%10]<<6>; delay<3000>; k--; } type=3; break; case3: //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%10]<<6>; delay<3000>; k--; } /*南北左转弯绿灯亮*/ IOCLR=0X0060000C; IOSET=0x00A00009; display<>; type=4; break; case4://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>; delay<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。有左转弯仿真效果图。设计任务二uC/OS-Ⅱ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-Ⅱ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-Ⅱ多任务管理的调度算法；2．掌握uC/OS-Ⅱ在ARM7上移植的方法；3．能将uC/OS-Ⅱ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：1．uC/OS-Ⅱ移植在LPC2106中。2．编写用户任务程序,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,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"#defineTASK_STK_SIZE64#definekey0x00001000//按键#defineadstart0x00002000//AD采样开始#defineadend0x00004000//AD结束constuint32led_code[16]={0x0000003F,0x00000006,0x0000005B,0x0000004F,0x00000066,0x0000006D,0x0000007D,0x00000007,0x0000007F,0x0000006F,0x00000077,0x0000007C,0x00000039,0x0000005E,0x00000079,0x00000071};OS_STKTask0Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STKTask1Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STKTask2Stk[TASK_STK_SIZE];INT32Ui;voidTask0<void*data>;voidTask1<void*data>;voidTask2<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********************************************************************************************************/intmain<void>{ OSInit<>;//初始化 OSTaskCreate<Task0,<void*>0,&Task0Stk[TASK_STK_SIZE-1],1>; OSTaskCreate<Task1,<void*>0,&Task1Stk[TASK_STK_SIZE-1],2>; OSTaskCreate<Task2,<void*>0,&Task2Stk[TASK_STK_SIZE-1],3>; OSStart<>; return0;}voiddelay<INT32Ut>//延时子程序{ uint32x,y; for<x=t;x>0;x--> for<y=110;y>0;y-->;}voidL_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。********************************************************************************************************/voidTask0<void*p_arg>{p_arg=p_arg;TargetInit<>;L_Init<>;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。********************************************************************************************************/voidTask1<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。*************************************************************/voidTask2<void*p_arg>{ INT32Ugw,sw,bw;