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1、组员 魏娟戚璐倪鑫艳于慧琴孙涛涛李亚楠 交通灯设计 一 系统概述1 1系统背景1 2嵌入式简介1 3飞思卡尔简介二 总体设计思路2 1芯片选择2 2十字路口状态设计图2 3交通灯说明三 交通灯设计3 1交通灯状态设计3 2流程图3 3功能模块说明四 代码分析五 实验结果图 目录 一 系统概述 1 1系统背景 随着计算机互联网行业的飞速发展 单片机的应用愈发广泛 大到卫星 小到家用的电子产品 无处不存在单片机的身影 而且单片机方面的人才稀缺 因而掌握单片机技术对于计算机专业的学生很是重要 1 2嵌入式简介 嵌入式系统一般指非PC系统 有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材 它是以应用为中心
2、软硬件可裁减的 适应应用系统对功能 可靠性 成本 体积 功耗等综合性严格要求的专用计算机系统 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备 如掌上PDA 移动计算设备 电视机顶盒 手机上网 数字电视 多媒体 等 专门的单片微控制器是大多数嵌入式系统的核心 通过把若干个关键的系统组成部分集成到单个芯片上 系统设计者就可以得到小而便宜 可以操作较少外围电子设备的计算机 现在嵌入式开发主要是指用C 语言在微软的 NETFreamwork环境中进行开发 1 3飞思卡尔简介 飞思卡尔专注于嵌入式处理解决方案 面向汽车 网络 工业和消费电子市场 提供的技术包括微处理器 微控制器 传感器 模拟集成电路和连接 飞
3、思卡尔的一些主要应用和终端市场包括汽车安全 混合动力和全电动汽车 下一代无线基础设施 智能能源管理 便携式医疗器件 消费电器以及智能移动器件等 主要应用有8位微控制器 单片机 16位微控制器 单片机 数字信号处理器与控制器 电源管理 RF射频功率放大器 高性能线性功率放大器GPA 音视频家电射频多媒体处理器 传感器等 二 总体设计思路 2 1芯片选择 芯片选择飞思卡尔的kl25芯片选择使用飞思卡尔kl25芯片的P1口 P1 0 P1 7 分别接上两组八位信号灯交通信号灯的控制电路中的核心是kl25单片机 其内部带有4KB的FLASH 无须扩展程序存储器 交通灯的控制没有大量的运算和暂存器 KL
4、25芯片内的128BRAM已能满足要求 所以也不需要外扩RAM 2 2十字路口状态设计图 东 西 2 3交通灯说明 设计一个单片机控制交通信号灯 使其能模拟城市 十字 路口交通信号灯的功能 并能进行某些特殊控制 就是以绿 黄 红色三只共两组 因为东 西方向信号灯的变化情况相同 用一组发光二极管 南 北方向信号灯的变化情况相同 用一组发光二极管 发光二极管 LED 表示交通信号灯 在双干线的十字路口上 交通信号灯的变化时定时的 其基本变化规律如下 1 绿灯亮放行后 黄灯亮警告 然后红灯亮禁止 红灯亮禁止一定时间后 绿灯亮放行 2 改设计能控制东 西 南 北四个路口的红 黄 绿信号灯正常工作 1
5、当东西方向放行 南北方向禁止时 东西方向绿灯亮25s 黄灯5s 南北方向红灯亮30s 2 当南北方向放行 东西方向禁止时 南北方向绿灯亮25s 黄灯5s 东西方向红灯亮30s 当使两条路线交替地放行或禁止时 就可以实现定时交通控制 串行通信的通信原理图 三 交通灯设计 3 1交通灯状态设计 1 南北绿灯 东西红灯 2 延时25s 3 南北黄灯 东西红灯 4 延时5s 5 东西绿灯 南北红灯 6 延时25s 7 东西黄灯 南北红灯 8 延时5s 9 循环 流程图 3 3功能模块说明 TPM定时器 功能概述 TPM 定时器 脉宽调制模块 共有三个模块TPM0 TPM1 TPM2 TPM支持输入捕捉
6、 输出比较 并且能够产生PWM信号来控制电机 通过异步时钟源 可以让计数器 输出比较和输入捕捉寄存器工作在低功耗模式下 TPM的基本定时器部分是一个递增的计数器 通过设定模块的溢出值 当计数器递增到该数值时 产生TPM中断 可以选择时钟源和溢出值设定该计数器的频率 本实验 TPM定时设为1秒 功能思路 首先 对定时器初始化 禁止定时器1溢出中断 设置为1s发生1次定时器溢出中断 再设置定时器状态和控制寄存器 以秒为最小单位递增 整体向串口 发送时间 功能思路 首先 初始化UART模块 设置串口信息 波特率 然后设置串行发送字节和接收字节等功能函数 实现串口发送当前时间数据 四 代码分析 inc
7、ludes h 应用工程总头文件 ifndefINCLUDES H defineINCLUDES H include common h include gpio h include light h include uart h include sysinit h include tpm h include timer h 定义全局变量uint 8g time 3 记录时间的数组 defineRUN COUNTER MAX1500000ul 定义小灯闪烁频率 定义使用的调试号 defineUART TESTUART 1 defineTEST UART BAUDRATE9600UL endif i
8、sr h 中断底层驱动构件头文件 ifndefISR H 防止重复定义 ISR H开头 defineISR H 用户中断向量表注册表 ifdefVECTOR 029 1注册串口1中断向量 undefVECTOR 029externvoidisr uart1 re void defineVECTOR 029isr uart1 re endif ifdefVECTOR 033 2注册TPM0中断向量 undefVECTOR 033externvoidtpm0 isr void defineVECTOR 033tpm0 isr endif endif 防止重复定义 结尾 中断子程序isr c 中断底
9、层驱动构件源文件 include includes h 中断函数服务例程 串口0接收中断服务例程voidisr uart0 re void uint 8ch uint 8flag 1 enter critical ch uart re1 UART 0 voidisr uart1 re void 串口1接收中断服务例程 staticuint 8index 0 收到的个数uint 8flag 1 enter critical if index 2 index 0 三个字节一收 时分秒g time index uart re1 UART 1 voidtpm0 isr void tpm定时中断 sta
10、ticuint 32TPMCounter 0 定时器溢出中断标志if TPM SC REG TPM0 BASE PTR 主程序Main c include includes h 包含总头文件intmain void uint 32remember 1 声明主函数使用的局部变量 2 关总中断enter critical 进入临界区 关中断 3 初始化底层模块 light init LIGHT PORT LIGHT PIN BLUE LIGHT OFF 蓝灯初始化light init LIGHT PORT LIGHT PIN 1 LIGHT ON 初始化light init LIGHT PORT
11、LIGHT PIN 2 LIGHT OFF light init LIGHT PORT LIGHT PIN 3 LIGHT ON light init LIGHT PORT LIGHT PIN 4 LIGHT OFF light init LIGHT PORT LIGHT PIN 5 LIGHT OFF light init LIGHT PORT LIGHT PIN 6 LIGHT ON light init LIGHT PORT LIGHT PIN 7 LIGHT OFF light init LIGHT PORT LIGHT PIN 8 LIGHT ON uart init UART 1
12、BUSCLK 9600 串口1初始化 总线时钟24000Khz 波特率9600uart send string UART 1 HelloTPM r n tpm init TPM0 TPM CLKSRC PLL 10000 4 变量赋初值g time 0 0 时分秒 缓存初始化 00 00 00 g time 1 0 g time 2 0 remember g time 2 临时变量remember初始化 5 开中断uart enable re int UART 1 启动串口1接收中断tpm enable int TPM0 启动模块中断init critical 开总中断 进入主循环 主循环开始for if g time 2 10 0 判断秒钟是否发生变化 uart sendN UART 1 3 g time 将计时信息通过串口1发送给PCremember g time 2 将秒数赋给临时变量light change LIGHT PORT LIGHT PIN BLUE 灯闪亮一次 light change PORTD 7 end while 主循环结束return0 五 实验结果 谢谢大家
