1、 . 嵌入式系统原理与应用综合设计 交通信号灯控制器设计 系 部： 电子与信息工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 小组成员： 指导教师： 时 间： 2011.5.302011.6.24 完完 成成 日日 期期 2011 年年 6 月月 1 目录 1.绪论2 2.课程设计要求及实验设备与器材2 2.1课程设计题目.2 2.2课程设计目的.2 2.3设计要求.3 2.4工作流程.3 2.5实验设备与器材.3 3.硬件设计4 3.1设计系统介绍及原理框图.4 3.2电源供电系统.4 3.3ARM开发板5 3.4LED显示系统.5 3.5键盘系统.7 3.6原理电路图.9 4.软件设计方案5 4.
2、1程序流程图.5 4.2方案论证.7 4.3调试过程.7 4.4运行结果.7 4.4.1结果分析8 4.4.2体会与收获8 参考文献.10 特别致谢.10 附录.15 2 1.绪论 嵌入式计算机系统的出现，是现代计算机发展历史山的里程碑。嵌入式系统诞 生于微型计算机时代，与通用计算机的发展道路完全不同，形成了独立的单芯片 的技术发展道路。由于嵌入式系统的诞生，现代计算机领域出现了通用计算机与 嵌入式计算机两大分支。 不可兼顾的技术发展道路， 形成了两大分支的独立发展： 通用计算机按照高速、海量的技术发展；嵌入式计算机系统则为满足对象系统按 照嵌入式智能化控制要求发展。由于独立的分工发展，20
3、世纪末，现代计算机 的两大分支都得到了迅猛的发展。 2.课程设计要求及实验设备与器材 2.1 课程设计题目 模拟交通灯控制器设计 2.2 课程设计目的 通过本次综合设计，运用已学的课程知识，根据题目要求进行软硬件系统 的设计和调试，对嵌入式系统原理与应用课程中涉及的芯片结构、控制原理、 硬件和编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力， 从而加深对本课程知识点 的理解，使学生应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等方面有 显著提高。 2.3 设计要求 利用实验系统的资源来设计一个“模拟交通灯控制器” 。 控制面板包括：8 位数码显示器、2 组交通灯（每组交通灯包括红、黄和 绿 3 个灯
4、） 、十个数字按键键盘、电源按键、电源指示灯和一个运行键。 具体设计要求如下： 1.设计一交通灯控制系统，其结构如图 1.1 所示，工作方式满足上述要求。 2.主干道和次干道的通行时间及黄灯点亮的时间可以手动设置。 3.在没有手动设置通行时间时，系统自动按表 1.1 的模式进行工作。 十字交叉路口的交通灯控制系统的结构图 1.1 所示 3 东东西西 北北 南南 图图1.1十字路口交通灯控制示意图十字路口交通灯控制示意图 往南和往北的信号一致，即红灯（绿灯或黄灯）同时亮或同时熄灭。用两 个数码管来显示被点亮的指示灯还将点亮多久。 往东和往西的方向的信号一致。其工作方式与南北方向一样。也采用两个
5、数码管来倒计时，当南北方向为绿灯和黄灯时，东西向的红灯点亮禁止通行，而 东西方向为绿灯和黄灯时，南北向的红灯点亮禁止通行。 假设南北方向为主干道，通行时间为 60 秒，东西方向是次干道，通行时间 为 30 秒，黄灯点亮的时间均为 4 秒，则其工作方式如表 1.1 所示循环点亮信号 灯。 表 1.1 交通信号灯工作模式 南北向 绿灯亮 60 秒 黄灯亮 4 秒 红灯亮 34 秒 东西向 红灯亮 64 秒 绿灯亮 30 秒 黄灯亮 4 秒 2.4 工作流程 A.按下电源键，电源指示灯亮； B.按下运行键，模拟交通灯控制器工作； C.LED 实时显示当前的交通状况； D.红灯和绿灯的工作顺序如下：
6、4 绿灯先亮50S绿灯闪烁5次 绿灯灭，同时红灯亮10S红灯闪烁5次 图 2.1 红灯工作顺序图 红灯先亮50S红灯闪烁5次 红灯灭，同时绿灯亮10S绿灯闪烁5次 图 2.2 绿灯工作顺序图 E.用 2 位数码管实时倒计时时间，倒计时流程如下： 绿灯先亮50S绿灯闪烁5次 绿灯灭，同时红灯亮10S红灯闪烁5次 从50S倒计时到00S“00”闪烁 从10S倒计时到00S “00”闪烁 图 2.3 LED 等结合数码管工作顺序图 F.运行过程中，若再按下电源键，则控制器停止工作，电源指示灯灭。 2.5 实验设备与器材 （1）电源模块 （2）ARM 开发板 LM3S2110 （3）1602 液晶显示 5 3.硬件系统设计 3.1 设计系统介绍及原理框图 （1）接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通 行 60 秒，东西向通行 30 秒，黄灯亮 4 秒，工作模式如表 1.1 所示。首先南北向 通行，然后东西向通行，如此循环。 （2）通行时间的设置：当需要更改主、次干道的通行时间时，可以用“设 置键、增加键、减少键”进行设置。 第一次按“设置键
