msp430的交通灯控制系统课程设计说明书

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1、*大学课程设计说明书题目： 智能仪器仪表课程设计 姓 名： * 院 （系）： 电气信息工程学院 专业班级： 自动化09-2班 学 号： 540901010204 指导教师： 李银华 毋媛媛 成 绩： 时间： 2013 年 1 月 2 日至 2013 年 1 月 18 日基于MSP430单片机地交通信号灯控制系统说 明1、课程设计进行期间,学生应按教学计划,将每天地学习情况（包括学习内容、遇到问题及解决办法、心得体会等）如实进行记录.文档收集自网络，仅用于个人学习2、结束时,根据课程设计内容和学习记录书写报告.3、指导教师应综合考虑学生地学习态度、报告内容和实际操作情况等,给出评语和成绩.课程设

2、计报告撰写格式1、课程设计说明书用纸一律采用16开幅面,有条件最好打印.打印正文用宋体小四号字；版面页边距：上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2cm；页码用小五号字底端居中；左边装订.文档收集自网络，仅用于个人学习2、课程设计报告一般由以下几部分组成：A任务书； B目录； C正文； D参考文献；E.附录. 3、报告正文撰写地题序层次格式：第一种第二种第一章（居中、小二号黑体字）1（居中、小二号黑体字、）第一节（顶格、小三号黑体字）11（顶格、小三号黑体字） 一（顶格、四号黑体字）111 （顶格、四号黑体字）（一）（顶格、小四号黑体字）*大学课 程 设 计 任 务 书题目 交通信号灯控制系

3、统 专业、班级 自动化09-2班 学号 04 姓名 * 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：设计内容参见附件基本要求：明确课程设计任务,复习与查阅有关资料.按要求对设计进行简要说明,总体设计方案,设计电路,使用计算机绘图,画出详细地电路接线图,列出元器件清单.电路图要求工整、清楚、正确,并标明管脚.文档收集自网络，仅用于个人学习软件编程必须有流程图,程序必须加注释,各程序段地开始要注明该段功能和作用.写出体会和总结.要求使用B5打印稿或16开纸手写,不少于5000字.格式遵照学校规定. 主要参考资料：l “单片机与控制技术” 杨宁主编,北京航空航天大学出版社.l “单片机应用程序设计

4、技术” (修订版) 周航慈主编,北京航空航天大学出版社.l “电子技术应用”、“电子设计应用”、“单片机与嵌入式系统应用”等期刊l （单片机和元器件资料）l www.ICBASE.com （元器件资料）l （电子产品世界）完 成 期 限： 2012年1月6日指导教师签名： 课程负责人签名： 2011年 12 月 16 日基于MSP320单片机地交通信号灯控制器设计摘要一个好地交通灯控制系统,将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新.随着大规模集成电路及计算机技术地迅速发展,以及人工智能在控制技术方面地广泛运用,智能设备有了很大地发展,是现代科技发展地主流方向.基于MSP430单片机地交通控制系

5、统以MSP430F149单片机为路口控制核心、LED作为显示、驱动电路与部分模拟器件构成地一种电子产品.MSP430F149单片机为控制核心,能实时地进行控制；由于LED有高节能、安全性高 、寿命长 、快速响应、运行成本低等优点,所以用作显示很合理；74HC573驱动电路用于对LED地驱动；此系统可以长时间稳定地运行,可用于各种十字路口,进行自动地交通控制,由于留有其它接口,可以很方便地进行升级扩展.文档收集自网络，仅用于个人学习 在本设计中充分利用了单片机内部资源,涉及到了键盘控制、数码管显示、中断系统、定时/计数器、串口通信等.文档收集自网络，仅用于个人学习关键字 交通灯 MSP430单片

6、机 数码管 目 录摘要4文档收集自网络，仅用于个人学习1系统设计6文档收集自网络，仅用于个人学习1.1 硬件系统框图6文档收集自网络，仅用于个人学习1.2 软件系统设计6文档收集自网络，仅用于个人学习1.2.1 软件系统主流程6文档收集自网络，仅用于个人学习1.2.2 程序设计7文档收集自网络，仅用于个人学习2硬件系统单元电路设计8文档收集自网络，仅用于个人学习2.1 MSP430最小系统8文档收集自网络，仅用于个人学习2.2 电源电路9文档收集自网络，仅用于个人学习2.3 数码管显示电路9文档收集自网络，仅用于个人学习2.4 LED显示电路10文档收集自网络，仅用于个人学习3软件系统单元设计

7、10文档收集自网络，仅用于个人学习3.1 protel 99概述10文档收集自网络，仅用于个人学习3.2 IAR FOR 430简介11文档收集自网络，仅用于个人学习3.3 子任务流程11文档收集自网络，仅用于个人学习4系统测试12文档收集自网络，仅用于个人学习5结论12文档收集自网络，仅用于个人学习参考文献14文档收集自网络，仅用于个人学习附录15文档收集自网络，仅用于个人学习1系统设计1.1 硬件系统框图 该系统由MSP430单片机最小系统、电源电路、按键电路、数码管显示电路、红绿灯显示电路组成.强大地处理能力MSP430系列单片机是一个16位地单片机,采用了精简指令集（RISC）结构,具

8、有丰富地寻址方式（7种源操作数寻址、4种目地操作数寻址）、简洁地27条内核指令以及大量地模拟指令；大量地寄存器以及片内数据存储都可以参加多种运算；还有高效地查表处理指令；有较高地处理速度,在8MHZ晶体驱动下指令周期为125ns.这些特点保证了可编制出高效率地源程序,完全可以满足本系统地需要；与其他控制方法相比,所用器件可以说是比较简单经济地.电源电路主要负责对整个系统进行供电,让系统能够正常运行.按键电路实现对一些时间和工作模式地转换,很好地实现了人机交互地功能.数码管显示电路实现对倒计时间地显示功能,红绿灯显示电路实现十字路口红黄绿之间地转换.系统框图如图1所示,文档收集自网络，仅用于个人

9、学习复位电路时钟电路MSP430单片机红绿灯显示电路2位LED数码管显示电路电源电路按键输入电路图1 硬件系统框图1.2 软件系统设计1.2.1 软件系统主流程 如图2所示为软件系统主流程图：开始初始化调用LED显示子程序开中断返回调用时间显示子程序图2 软件系统主流程框图1.2.2 程序设计 道口交通控制系统程序主要分为以下几个模块：初始化程序、主程序、键盘显示和延时.（1）初始化程序 初始化程序主要完成地是对显示初值以及定时器初值.（2）主程序 主程序要负责总体程序管理功能,实现人机交换设定.由于采用动态扫描方式显示时间,因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序.键盘也加在主程序中了.文档收

10、集自网络，仅用于个人学习（3）延时服务程序主要是在整个电路中,在动态显示时间得用延时来保证数码管亮足够地时间.（4）显示 主要是对数码管地显示,让人们能更准确地看清时间,可以什么时间通过.在整个程序流程图中,提高了系统地灵活性中断任务主要进行紧急情况处理,并保护当前地现场,以便于恢复.2硬件系统单元电路设计2.1 MSP430最小系统图3 MSP430单片机最小系统 如图3所示,MSP430最小系统由复位电路、晶振电路、JTAG等组成.MSP430单片机地64个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚.MSP430系列单片机地中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便.当系统处于省电

11、地备用状态时,用中断请求讲它唤醒只有6us.超低功耗MSP430单片机之所以有超低地功耗,是因为其在降低芯片地电源电压及灵活而可控地运行时钟方面都有其独到之处.首先,MSP430系列单片机地电源电压采用地是1.83.6V电压.因而可使其在1MHz地时钟条件下运行时,芯片地电流会在200400uA左右,时钟关断模式地最低功耗只有0.1uA.其次,独特地时钟系统设计,在MSP430系列中有两个不同地系统时钟系统：基本时钟系统和锁频（FLL和FLL+)时钟系统或DCO数字振荡器时钟系统.有地使用一个晶体振荡器（32768Hz）,有地使用两个晶体振荡器.由系统时钟系统产生CPU和各功能所需地时钟,并且

12、这些时钟可以在指令地控制下,打开和关闭,从而实现对总体功耗地控制.文档收集自网络，仅用于个人学习2.2 电源电路图4 电源电路接入电路时（如图5）,P1为DC5V输入接头,D1二极管防止电源接反,对电路具有保护作用,ASM1117-3.3电源管理芯片输出稳定地+3.3V电压.C6、C3、C5为滤波电容,实现高频和低频滤波.D2地发光二极管是电源指示灯. 文档收集自网络，仅用于个人学习2.3 数码管显示电路图5 数码管显示电路采用74HC573数据锁存器,对数码管进行驱动,同时还具有数据所存作用,方便程序设计.采用两个独立地共阳极数码管实现倒计时间地显示.两PNP三极管实习对数码管地为控制还具有

13、驱动功能.C9和C10两个电容实现对电源高频和低频地滤波作用,保证锁存器地电源稳定.文档收集自网络，仅用于个人学习2.4 LED显示电路图6 红绿灯显示电路由于LED有高节能、安全性高 、寿命长 、快速响应、运行成本低等优点,所以用作显示很合理,特别是室外运作,LED更有优势.采用灌电流地输出方式,提高了了电流驱动能力,保证了LED灯地亮度.文档收集自网络，仅用于个人学习3软件系统单元设计3.1 protel 99概述 (1) 将电原理图编辑(Schematic Edit)、印制电路板设计(PCB)、可编程逻辑器件PLD设计、自动布线(Route)、电路模拟/仿真(Sim)等功能有机地结合在一

14、起,是真正意义上地EDA软件,智能化、自动化程度高.文档收集自网络，仅用于个人学习 (2) 支持由上到下或由下到上地层次电路设计,使Protel98能够完成大型、复杂地电路设计. (3) 当电原理图中地元件来自仿真元件库时,可以直接对电原理图中地电路进行仿真测试. (4) 提供ERC(电气法则检查)和DRC(设计规则检查),最大限度地减少设计差错. (5) 库元件地管理、编辑功能完善,操作非常方便.通过基本地作图工具,即可完成原理图用元件电气图形符号以及PCB用元件封装图形地编辑、制作.文档收集自网络，仅用于个人学习 (6) 全面兼容TANGO及Protel for DOS,即在Protel98中可以使用、编辑TANGO或低版本Protel建立地文件,并提供了与OrCAD格式文件转换功能. 文档收集自网络，仅用于个人学习 (7) Schematic和PCB之间具有动态链接功能,保证了原理图与印制板地一致性,以便相互检查、校验.文档收集自网络，仅用于个人学习(8) 具有连续操作功能,可以快速地放置同