嵌入式系统课程设计报告.docx
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嵌入式系统课程设计报告
电气工程及其自班级：
学号：
嵌入式系姓名
指导教师：
课程设计报告
成绩：
十字路口交通灯控制设计任务一
一、设计目的：
I/O控制寄存器的设置方法；核的LPC2106的管脚功能和特点，掌握1．了解基于ARM7语言编写应用程序；C．掌握ARM7应用系统编程开发方法，能用2仿真调试的方法；ADS1.2软件的使用以及PROTEUS3．熟练掌握
二、具体任务：
完成十字路口交通灯控制的硬件电路设计，要求单片机选型为飞利PROTEUS1．采用2个指示灯，东西方向和南北方向各用LPC2106，东西南北方向分别设置红黄绿3浦公司的个数码管显示通行时间；语言应用程序，完成十字路口交通灯控制；编写C．用2ADS1.2中，进行仿真验证。
要求东西方向和南LPC2106PROTEUS3．采用将应用程序装载在秒倒计时；每当倒北方向的数码管显示通行时间并倒计时，可以设置成一样，例如都是15计时时间到，完成红黄绿指示灯的状态切换，模拟实现十字路口的交通灯管理控制。
1
三、硬件电路设计。
（参考下图完成硬件电路设计，用屏幕抓图的方式将自己设计的PROTEUS电路图粘贴在下面，并用文字对所设计的电路功能、原理进一步说明）
参考图如下：
1、无左转弯proteus电路图：
2
2、有左转弯proteus电路图：
硬件电路说明：
1、无左转弯电路图说明：
该电路是一个两位数码管显示的十字交通灯控制proteus硬件仿真图。
功能介绍如下：
启动后首先东西绿灯和南北红灯都亮15秒（第一个状态），然后东西方向绿灯变闪烁黄灯（每0.5秒交替一次）南北方向红灯保持亮态，该状态5秒后，转变为东西向红灯和南北向绿灯同时亮15秒，然后南北方向绿灯变闪烁黄灯（每0.5秒交替一次）,东西方向红灯保持亮态，持续5秒后，再转为第一个状态，如此循环往复。
2、有左转弯电路图说明：
该电路在上电路基础上加一个东西与南北方向左转弯灯的控制，功能介绍如下：
首先是只有东西方向直行绿灯亮（第一个状态），10秒后开始东西黄灯闪烁，维持5秒后转为东西方向左转绿灯亮，其他均为红灯，10秒后绿灯开始闪烁，持续5秒后转为南北方向直行绿灯亮，其他均红灯，10秒后开始南北直行黄灯闪烁，维持5秒后转为南北左转绿灯亮，其他均转红灯，再过10秒后南北左转绿灯开始闪烁，维持5秒后转为第一个状态，如此往复。
以上两个程序各状态时间均可由程序参数调节，便可改变交通路口的高峰期时段的各方向流通状态，很简洁方便，在此不详述。
四、源程序
1、十字路口无左转弯交通灯控制源程序：
3
#includeconfig.h
#includeLPC2106.h
voiddelay（unsignedintx）//延迟0.xMS
{
while（x--）
{
unsignedcharj;
for（j=0;j<125;j++）{;}
}
}
uint8led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴数码管段选值
voiddisplay（）//数码管显示
{
uint8i=15;
while（i）
{
IOSET=（led[i/10]<<13）|（led[i%10]<<6）;
delay（5000）;
IOCLR=（led[i/10]<<13）|（led[i%10]<<6）;
i--;
}
}
intmain（void）
{
uint8k;
int8type=1;
PINSEL0=0x00000000;//将管脚设置为通用IO端口GPIO
PINSEL1=0x00000000;
IODIR=0xFFFFFFFF;//将方向寄存器IODIR全设为输出=1
while
（1）
{
switch（type）
{
case1:
//东西绿灯亮，南北红灯亮，15秒。
IOSET=0x00000021;
display（）;
type=2;
break;
case2:
//东西黄灯闪烁，南北红灯亮，5秒。
IOCLR=0xFFFFFFFF;
k=5;
while（k）
{
4
IOSET=0x00000011;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00000010;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
type=3;
break;
case3:
//南北绿灯亮，东西红灯亮，15秒。
IOCLR=0x00000001;
IOSET=0x0000000C;
display（）;
type=4;
break;
case4:
//南北黄灯闪烁，东西红灯亮，5秒。
IOCLR=0xFFFFFFFF;
k=5;
while（k）
{
IOSET=0x0000000A;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00000002;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
type=1;
IOCLR=0x00000008;
}
}
}
2、十字路口有左转弯交通灯控制源程序：
#includeconfig.h
#includeLPC2106.h
voiddelay（unsignedintx）//延迟0.xMS
{
while（x--）
{
unsignedcharj;
5
for（j=0;j<125;j++）{;}
}
}
uint8led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴数码管段选值
voiddisplay（）//数码管显示
{
uint8i=15;
while（i-5）
{
IOSET=（led[i/10]<<13）|（led[i%10]<<6）;
delay（5000）;
IOCLR=（led[i/10]<<13）|（led[i%10]<<6）;
i--;
}
}
intmain（void）
{
uint8k;
int8type=1;
PINSEL0=0x00000000;//将管脚设置为通用IO端口GPIO
PINSEL1=0x00000000;
IODIR=0xFFFFFFFF;//将方向寄存器IODIR全设为输出=1
while
（1）
{
switch（type）
{
case1:
//东西绿灯亮，南北红灯亮
IOSET=0x00600021;
display（）;
k=5;//东西黄灯闪烁
while（k）
{
IOCLR=0x00000020;
IOSET=0x00000010;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00000010;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
/*东西左转弯绿灯亮*/
IOCLR=0x00600021;
6
IOSET=0X00500009;
display（）;
type=2;
break;
case2:
//东西左转弯绿灯闪烁
k=5;
while（k）
{
IOSET=0x00100000;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00100000;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
type=3;
break;
case3:
//南北绿灯亮，东西红灯亮
IOCLR=0x00000001;
IOSET=0x0060000C;
display（）;
k=5;//南北黄灯闪烁
while（k）
{
IOCLR=0x00000004;
IOSET=0x00000002;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00000002;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
/*南北左转弯绿灯亮*/
IOCLR=0X0060000C;
IOSET=0x00A00009;
display（）;
type=4;
break;
case4:
//南北左转弯绿灯闪烁
k=5;
while（k）
{
7
IOSET=0x00800000;
IOSET=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
IOCLR=0x00800000;
IOCLR=（led[k/10]<<13）|（led[k%10]<<6）;
delay（3000）;
k--;
}
type=1;
IOCLR=0xFFFFFFFF;//全部清零
}
}
}
五、仿真效果。
（用屏幕抓图的方式将PROTEUS运行仿真效果图粘贴在下面）
1、无左转弯仿真效果图。
2、有左转弯仿真效果图。
8
9
设计任务二uC/OS-Ⅱ的移植与应用
一、设计目的：
uC/OS-Ⅱ可移植、可裁剪等性能特点，1．了解嵌入式实时操作系统正确理解实时操作uC/OS-Ⅱ多任务管理的调度算法；系统中任务、信号、消息、中断等基本概念以及uC/OS-Ⅱ在ARM7上移植的方法；2．掌握uC/OS-Ⅱ移植在LPC2106中，并根据具体要求创建用户任务，解决实际问题；3．能将
二、具体任务：
uC/OS-Ⅱ移植在LPC2106中。
．12．编写用户任务程序，完成实时温度的采集控制。
硬件电路见参考硬件电路图，图中用滑动变阻器代替温度传感器转换后的电压，用ADC0809完成A/D转换，并用数码管显示出来。
三、参考硬件电路。
（用文字对所设计的电路功能、原理做详细说明）
10
DIY设计图：
硬件电路说明：
该电路是有LPC2106芯片控制的A/D转换实时采集温度并显示的控制，通过创建多用户任务，解决实际问题的装置。
工作原理及流程如下：
装在hex文件后点击运行，按采样开关按钮后由标号12线的开关信号输入LPC2106芯片后输出启动A/D转换的使能端OE（标号11），使温度采样的模拟信号通过ADC0808转换为数字信号后经标号15至22八线传给控制芯片，控制芯片将接收的数字信号经控制转换后再通过标号0到7八线输出至数码管进行动态显示，显示出相应的温度值。
倘若突然改变温度采样值，数码管会迅速实时地显示出相应的变化，这真是程序中的精髓，也是最难之处，本人设计的硬件和软件结合就解决了此问题，实时控制性能好。
四、源程序
#includeconfig.h
#defineTASK_STK_SIZE64
#definekey0x00001000//按键
#defineadstart0x00002000//AD采样开始
#defineadend0x00004000//AD结束
constuint32led_code[16]={0x0000003F,0x00000006,0x0000005B,0x0000004F,
0x00000066,0x0000006D,0x0000007D,0x00000007,
0x0000007F,0x0000006F,0x00000077,0x0000007C,
0x00000039,0x0000005E,0x00000079,0x00000071};
OS_STKTask0Stk[TASK_STK_SIZE];
11
OS_STKTask1Stk[TASK_STK_SIZE];
OS_STKTask2Stk[TASK_STK_SIZE];
INT32Ui;
voidTask0（void*data）;
voidTask1（void*data）;
voidTask2（void*data）;
/*********************************************************************************************************
函数名称:
main
功能描述:
c语言的主函数，由它启动多任务环境
********************************************************************************************************/
intmain（void）
{
OSInit（）;//初始化
OSTaskCreate（Task0,（void*）0,&Task0Stk[TASK_STK_SIZE-1],1）;
OSTaskCreate（Task1,（void*）0,&Task1Stk[TASK_STK_SIZE-1],2）;
OSTaskCreate（Task2,（void*）0,&Task2Stk[TASK_STK_SIZE-1],3）;
OSStart（）;
return0;
}
voiddelay（INT32Ut）//延时子程序
{
uint32x,y;
for（x=t;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidL_Init（void）//初始化
{
PINSEL0=0x00000000;
PINSEL1=0x00000000;
IODIR|=0x00002fFF;
}
/*********************************************************************************************************
函数名称:
Task0
功能描述:
第一个任务，进行初始化目标板和建立其它任务。
********************************************************************************************************/
voidTask0（void*p_arg）
{
p_arg=p_arg;
TargetInit（）;
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L_Init（）;
for（;;）//无限for循环
{
while（（IOPIN&key）!
=0）;//假如按键没有按下，则一直循环在这里
L_Init（）;
while（（IOPIN&key）==0）;//按键被按下又弹起，程序顺序执行
IOCLR=0x0000ffFF;//清零低16位
OSTaskSuspend（OS_PRIO_SELF）;
}
}
/****************************************************************************************************
函数名称:
Task1
功能描述:
第2个任务，AD转换。
********************************************************************************************************/
voidTask1（void*p_arg）
{
p_arg=p_arg;
L_Init（）;
for（;;）
{
IOCLR=adstart;//输入高低的脉冲电平
delay（100）;
IOSET=adstart;
delay（100）;
IOCLR=adstart;
delay（100）;
L_Init（）;
while（（IOPIN&adend）==0）;
IOSET=1<<11;//11位为AD的OE使能端
i=IOPIN;
i=i>>15;//AD的输出OUT8到OUT1分别由15到22位控制
OSTaskSuspend（OS_PRIO_SELF）;
}
}
/*************************************************************
函数名称:
Task2
功能描述:
第3个任务，LED显示。
*************************************************************/
voidTask2（void*p_arg）
{
INT32Ugw,sw,bw;
p_arg=p_arg;
13
L_Init（）;
//动态循环显示数码管
while（（IOPIN&key）!
=0）//假如按键再次按下，则推出显示循环
{
gw=i_x0010_;/*取个位数据*/
sw=i_x0010_0/10;/*取十位数据*/
bw=i/100;/*取百位数据*/
IOSET=（1<<10）|led_code[gw];//显示个位
delay（10）;
IOCLR=0x00000fff;//消影
IOSET=（1<<9）|led_code[sw];//显示十位
delay（10）;
IOCLR=0x00000fff;//消影
IOSET=（1<<8）|led_code[bw];//显示百位
delay（10）;
IOCLR=0x00000fff;//消影
OSTaskResume
（2）;
}
}
五、仿真效果。
（用屏幕抓图的方式将PROTEUS运行仿真效果图粘贴在下面）
1、最低采样时仿真显示图
2、最高采样时仿真显示图
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六、实验心得
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际设计能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在大家一起学习交流下，终于迎刃而解！
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