完整版嵌入式交通燈設計

教師評閱意見:簽名：年月日實驗成績:一、實驗目的1、基于PROTEUS嵌入式智能交通燈限制系統(tǒng)的設計與仿真,系統(tǒng)能夠根據(jù)T字路口雙車道車流量的情況限制交通信號燈按特定的規(guī)律變化,同時對智能交通燈限制系統(tǒng)的設計進行了詳細的分析.2、通過本課程設計使我們加深理解、穩(wěn)固課堂教學和平時實驗內(nèi)容,從而初步具備系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實現(xiàn)與測試的實際水平,強化知識實踐意識、提升動手水平,發(fā)揮想象力和創(chuàng)新能力,從而培養(yǎng)工程應用型人才.二、實驗內(nèi)容及要求1、實驗內(nèi)容：智能的交通信號燈指揮著人和各種車輛的平安運行,實現(xiàn)紅、黃、綠燈的自動指揮.在城鄉(xiāng)街道的T字交叉路口一般沒有交通燈,只有T字的路牌作為平安提示,但還是有很多交通事故頻頻發(fā)生,為了保證交通秩序和行人平安,我們設計一個T字型路口的交通燈,一般在每條道路上各有一組紅、黃、綠交通信號燈,其中紅燈亮,表示該條道路禁止通行；黃燈亮,表示該條道路上未過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行；綠燈亮,表示該條道路允許通行.交通燈限制電路自動限制T字路口的紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,指揮各種車輛和行人平安通行,實現(xiàn)T字路口交通治理.2、系統(tǒng)設計要求：T字路口紅黃綠燈仿真系統(tǒng)根本功能實現(xiàn)：路口形狀,車流量方向自定,轉(zhuǎn)向方向的實現(xiàn),采用定時和中斷；畫出系統(tǒng)的原理圖；寫出相應程序代碼.三、實驗原理：1、設計方案T字路口紅黃綠燈仿真系統(tǒng)的實地路口圖如下所示：霜:；：式HE霜:；：式HEIjnjiuiitiitii■■0■?■■■■■??.w??1tit:iini3tii3：H3iia￡:：：U$E：.￡53:￡I3：：3$!：：$E3$!1:E2：：SZ：!3：li3nUl!l3：!inB!9設計說明：上圖為一個T字路口的交通燈限制電路,要求2、3方向和1方向3個交叉路口的車輛交替運行,由于2、3方向的是主干道,所以車流量比較大,而1路口的方向是支干道,車流量比較小,所以在設定時間比例上要有一定的差異,車流量大,通行時間長,車流量小,通行時間短.還有就是就是在遇到交通事故的時候,要臨時把某一個路口的燈調(diào)為紅色,終止這條路的通行,將其車輛改道.路口交通燈示意圖如下：設計說明：由于是主干道和支路的交通燈,所以在設計上要注意主干道的燈亮時間和秩序,同時還要考慮到主干道上的人行橫道,所以考慮到各方面的因素,設計思路如下：1〕時間上的設定：經(jīng)過實地的考察和統(tǒng)計,主干道上的車流量與支干道上的車流量比大約10:1,所以我們設定主干道上左轉(zhuǎn)的綠燈亮60秒,而支干道上的左轉(zhuǎn)綠燈亮6秒,而主干道上的2向3的方向綠燈一直亮.在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時,在這之間有個黃燈作為過渡,需要3秒的過渡時間.2〕亮燈的同步性：見上圖,3路口b道綠燈一直亮,c道綠燈亮,同時1路口的綠燈亮,2路口的a、b道紅燈亮,2路口的可以向后調(diào)頭.反過來就是2路口的a、b亮綠燈時,1路口的亮紅燈,3路口的C道

亮紅燈,同時3路口的車可以向前方調(diào)頭3〕緊急事件設定：把所有的都置為紅燈亮,證實這條路有事故發(fā)生,請繞道而行.2、交通燈的流程圖

數(shù)碼營LEDT4LS3數(shù)碼營LEDT4LS3T3鎖存器吶口PBIIPOLI芯片P1LJ器口1限制甲m汴口2檸舸單7C出口3拉：川WJL說明：在上圖中LPC2142K片的P1口的段碼輸出直接至鎖存器的輸入端,鎖存器采用74LS373,通過鎖存器來限制數(shù)碼管LED的顯示時間,實現(xiàn)靜態(tài)掃描.AVRATmega12電片跟80C51芯片之間相互連接,實現(xiàn)相互間的中斷限制和將延時時間傳輸給LPC2142K片.結(jié)構圖如下所示：四、實驗儀器、材料紅色LEW5個黃色LEW5個LPC2142K片1個綠色LED燈5個74LS373芯片1個五、設計參考程序：#include"config.h"http://定義LED限制口(輸出高電平時點亮LED)#defineLED1_CON(1<<11)/*GPE11口*/#defineLED2_CON(1<<12)/*GPE12口*/#defineLED3_CON(1<<4)/*GPH4口*/產(chǎn)****************************************************Funtionname:DelayNS""Descriptions:長軟件延時.延時時間與系統(tǒng)時鐘有關.**Input:dly延時參數(shù),值越大,延時越久**Output:無*********************************************************IvoidDelayTime(uint32time)(inti,j;for(i=0;i<500*time;i++)for(j=0;j<1500;j++);)voidDelayFTime(uint32time)〃設計高頻率的延遲.(inti,j;for(i=0;i<250*time;i++)for(j=0;j<1500;j++);)/*************************************************Functionname:LED_DispAllOn**Descriptions:限制LED1?LED4全部點亮.**Input:無**Output:無***********************************************/voidLED1_On(void)(rGPEDAT=rGPEDAT|(0x01<<11);//led1點亮)voidLED2_On(void)(rGPEDAT=rGPEDAT|(0x01<<12);//led2點亮)voidLED3_On(void)(rGPHDAT=rGPHDAT|(0x01<<4);//led3點亮)/***********************************************Funtionname:LED_Off**Descriptions:限制LED1?LED4全部熄滅.****Input:無Output:無**************************************************/voidLED_AllOff(void)(rGPEDAT=rGPEDAT&(?(0x03<<11));rGPHDAT=rGPHDAT&(?(0x05<<4));}voidLED1_Off(void)(rGPEDAT=rGPEDAT&(?(0x01<<11));}voidLED2_Off(void)(rGPEDAT=rGPEDAT&(?(0x01<<12));}voidLED3_Off(void)(rGPHDAT=rGPHDAT&(?(0x01<<4));}voidLED4_Off(void)(rGPHDAT=rGPHDAT&(?(0x01<<6));}/****************************************************************Functionname:mainDescriptions:初始化I/O,然后限制LED顯示.Input:無Output:系統(tǒng)返回值0intmain(void)(inti;LED_AllOff();rGPECON=(rGPECON&(~(0x0F<<22)))|(0x05<<22);//rGPECON[25:22]=0101b,//設置GPE11、GPE12為GPIO輸出模式rGPHCON=(rGPHCON&(~(0x33<<8)))|(0x11<<8);//rGPHCON[13:8]=01xx01b,〃設置GPH4、GPIO6為GPIO輸出模式while(1)//LED顯示限制{LED4_On();//把LED4點亮(LED4代表紅燈)DelayTime(20);//延遲20sLED4_Off();//20s后,關閉LED4LED3_On();//把LED3點亮(LED3代表綠燈)DelayTime(5);//延遲5s(綠燈亮5s+5s=10s)for(i=0;i<10;i++)〃設置黃燈一閃一閃.(相當于黃燈亮,警告還有5秒紅燈就亮了,0.5秒閃一下){LED2_On();DelayFTime(1);LED2_Off();}LED_AllOff();}return0;}六、實驗結(jié)果及分析通過實地考察和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,設計出了可以實施的交通燈方案,并且以上設計在理論上是可以行得通的,根本上可以解決該路口的交通平安問題.但是在系統(tǒng)的實現(xiàn)方面還存在一些問題,調(diào)試運行過程沒有完全實現(xiàn),還比方在夜間23點到凌晨的6點還沒有設定出來,在這期間如何來安排路口燈亮的情況,是和白天的一樣還是另設計方案,值得考的問題七、實驗總結(jié)及體會1、由于設計中所用的一些工具,平時雖然接觸過,但研究不夠深入,所以此次課程設計在選好題目之后對設計所需資料進行了系統(tǒng)查詢和整理,其中包括了我們學習過程中用到的課本和網(wǎng)上搜索的期刊文獻等；2、此次嵌入式實驗是比較全面的一個實驗,所涉及的內(nèi)容十分廣泛,包括底層硬件結(jié)構以及上層操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序等方面,在實驗過程中雖然遇到了各種各樣的問題,但解決問題的同時也鍛煉了我們分析問題的水平以及動手水平,做完后感覺獲益匪淺；3、回憶此次ARM課程設計,我感慨很多,在這幾星期里,可以說苦多于甜,但是確實又學到了很多東西,不僅穩(wěn)固了以前所學的知識,而且學到了很多書本上沒有的新的知識.在設計調(diào)試的過程中遇到了各種各樣的問題,同時也發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處；4、在編譯和調(diào)試的過程中,由進一步增強了自己編程和改錯的能力,通過研究這方面的課題,可以更深刻地理解交通信號燈的整個過程,同時也增強了嵌入式學習的技巧.由于時間的關系,只能做到這些功能,我知道想要實現(xiàn)功能更強大的交通信號燈,還有大量的工作要做,希望以后還可以進一步接觸此類設計.八、參考書目[1]周立功等編著.?ARM散限制器基石與實戰(zhàn)?.北京：北京航空航天