2012ARM课程设计指导-交通灯控制系统.ppt
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1、ARM嵌入式系统原理 课程设计指导,设计内容:交通灯控制系统 上海师范大学天华学院电子与信息工程系 2012年6月,目 录,一、设计内容 二、进度安排 三、基本要求 四、设计过程 1、设计要求 2、设计要点 3、硬件设计 4、软件设计 5、调试与仿真 五、设计报告 六、考核方法,一、设计内容,十字路口交通灯控制系统的设计 利用ARM嵌入式芯片的定时器产生秒信号,控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭,并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。要求能用按键设置两个方向的通行时间(绿灯点亮的时间)和暂缓通行时间(黄灯点亮的时间),系统的工作符合一般交通灯控制要求。,回目录,二、进度安排,
2、ARM课程设计共安排4周,合计100学时,具体分配如下: 实习动员及准备工作: 2学时 总体方案设计: 8学时 硬件设计: 20学时 软件设计: 20学时 软件调试: 15学时 系统实现: 15学时 撰写设计报告: 14学时 答辩与总结: 6学时,回目录,三、基本要求,1、课程设计的基本要求 ARM课程设计的主要内容包括:理论设计、调试与仿真、撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案,硬件系统设计、软件系统设计;硬件设计包括单元电路,选择元器件及计算参数等;软件设计包括模块化层次结构图,程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节,通过调试进一步完善程序设计,使之达到课题所要求的指标,使理论
3、设计更接近于实际产品。课程设计的最后要求是写出设计总结报告,把理论设计内容,调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结,把实践内容上升到理论高度。,回目录,2、课程设计的教学要求 ARM课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到机房进行实训,每人配备一台PC机、一套LM3S2110开发板、相关的软件及电子元器件等器材设备。做到实训教学课堂化,严格考勤制度,在实训期间(四周)累计旷课达到6节以上,或者迟到、早退累计达到8次以上的学生,该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料等时,必须向指导老师请假,经同意后方可外出。,回目录,课程设计的任务相对分散,每2名学生组成
4、一个小组,完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作,同一小组的成员之间可以相互探讨、协商,可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务,要有完整的设计资料,独立撰写设计报告,设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。,回目录,四、设计过程 1、设计要求,十字交叉路口的 交通灯控制系统的结 构如图1.1所示。,南,北,东,西,图1.1 十字路口交通灯控制示意图,回目录,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。 往东和往西方向的信号一致,其工作方式与南北方向一样,也采用两个数码管来倒计时。当
5、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。,回目录,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,绿灯亮60秒,黄灯亮4秒,红灯亮64秒,红灯亮34秒,绿灯亮30秒,黄灯亮4秒,回目录,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。,回目录,2、
6、设计要点,(1) 硬件设计: 1)建议选用TI LM3S2110芯片,便于设计和调试。 2)LED显示系统:南北向和东西向各采用2个数码管计时,对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时,最长计时范围为99秒。设计时可利用芯片的PD口和PA口作为字段和位选信号输出,经驱动芯片后驱动数码管显示倒计时时间,数码管采用动态扫描方式显示。,回目录,3)键盘系统:设置3个程序按键:设置键、增加键、减少键,因键盘使用频率很小,建议采用查询方式来读取键盘。另需配置一个非程序按键:系统复位键。 4)电源供电系统:本系统采用220V电源供电,应设计相应的稳压电源电路。但课程设计受时间限制,也可采用现成的5V直流稳压电
7、源供电,这样可以节约设计时间、简化设计过程。,回目录,(2) 本系统的工作流程: 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”时,南北向的绿灯亮,南北向的数码管显示当前南北向的通行时间,并且按每秒3次的频率闪烁(每秒钟亮3次暗3次),其余的信号指示灯和东西向的数码管熄灭,此时可以用“增加键”和“减少键”来,回目录,改变南北向的通行时间。按一次“增加键”或
8、“减少键”,数码管的显示时间增加1秒或减小1秒,长按“增加键”或“减少键”(按下的时间超过1秒钟以上),则数码管显示的时间按每秒钟增加或减少10的速度快速变化。 第二次按“设置键”时,南北向的黄灯亮,南北向的数码管显示当前南北向黄灯的点亮时间,并且按每秒3次的频率闪烁(每秒钟亮3次暗3次),其余的信号指示灯和东西向的数码管熄灭,此时可以用“增加键”和“减少键”来改变南北向黄灯的点亮时间。,回目录,第三次按“设置键”时,东西向的绿灯亮,东西向的数码管显示当前东西向的通行时间,并且按每秒3次的频率闪烁,此时可以用“增加键”和“减少键”来改变东西向的通行时间。 第四次按“设置键”时,东西向的黄灯亮,
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- 2012 ARM 课程设计 指导 交通灯 控制系统
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