基于mps430的交通灯设计.doc

设计题目 设 计 技 术 参 数 1 掌握交通灯控制原理； 2 显示交通灯运行时间； 3 具备特殊控制需要（封道）。 设 计 要 求 1 主板采用MSP430或STM8均可； 2 确定定时时基为1S； 3 数码管显示交通运行时间； 工 作 量 适中 工 作 计 划 1 学习微处理器原理及代码应用，学习各控制部分原理 2 编写程序，进行调试 3程序下片，进行模块调试 4 调试成功，验收 参 考 资 料 1 相应微处理器原理及应用； 2 相关期刊杂志。 目录 一、摘要 4 二、基本原理 4 （一）MSP430介绍 4 （二）TM1638介绍 8 三、主程序代码： 12 四、外部接线图: 20 五、心得体会： 20 参考文献 21 一、摘要 本交通灯控制设计采用MSP430单片机作为主控制器器件，以TM1638作为显示模块模拟交通灯控制。通过MSP430的定时器A模块控制定时时间，串口输入到TM1638的数码管模块显示计时时间，并且在LED灯显示模块输出显示。 通过MSP430和TM1638实现的功能是：交通灯控制，即南北红灯亮19秒时，东西绿灯亮16秒，黄灯亮3秒；东西红灯亮19秒时，南北绿灯亮16秒，南北黄灯亮3秒。并且当按下s1键时，全封道，停止计时；当按下s2键时，南北封道，停止计时；当按下s3键时，东西封道，停止计时；当按下s4键时，复位，解除封道，计时继续。 二、基本原理 MSP430介绍 1、MSP430的主要特点： ①超低功耗 MSP430系列单片机的电源电压采用1.8~3.6V低电压，RAM 数据保持方式下耗电仅0.1uA，活动模式耗电250pA／MIPS(MIPS：每秒百万条指令数)，IO输入端口的漏电流最大仅50nA。 ②强大的处理能力 MSP430 系列单片机是16 位单片机，采用了目前流行的、颇受学术界好评的精简指令集(RISC)结构，一个时钟周期可以执行一条指令(传统的MCS51 单片机要12 个时钟周期才可以执行一条指令)，使MSP430 在8MHz 晶振工作时，指令速度可达8MIPS。 ③高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 MSP430 系列单片机结合TI 的高性能模拟技术，各成员都集成了较丰富的片内外设。视型号不同可能组合有以下功能模块：看门狗(WDT)，模拟比较器A，定时器A(Timer_A)，定时器B(Timer_B)，串口0、1(USART0、I)，硬件乘法器，液晶驱动器，10位，12，14位ADC，12位DAC，12C 总线，直接数据存取(DMA)，端口1-6(P1-P6)，基本定时器(Basic Timer)等 系统工作稳定 上电复位后，首先由DCO_CLK 启动CPU，以保证程序从正确的位置开始执行，保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做CPU 时钟MCLK时发生故障，DCO会自动启动，以保证系统正常工作。这种结构和运行机制，在目前各系列单片机中是绝无仅有的。另外，MSP430 系列单片机均为工业级器件，运行环境温度为-40~+85C，运行稳定、可靠性高。 方便高效的开发环境 2、MSP430的封装和引脚 3、结构原理框图 MSP430F15x 和MSP430F16x 系列单片机特性和结构极为相似，都是在MSP430F14x 基础上增加了DMA控制器、12C 模块、DAC 转换模块。MSP430F15x 和MSP430F16x 的结构差别在于： MSP430F15x 片内只有一个USART 模块，没有硬件乘法器；而MSP430F16x 片内具有硬件乘法器和两个USART模块。 4、MSP430工作原理 MSP430 系列单片机采用16 位的TIMER_A 定时器，再加上内部的比较器，至少能达到10 位的A/D 测量精度；利用TIMER_A 生成的PWM 能用软件任意改变占空比和周期，配合滤波器件可方便地实现D/A 转换；当PWM 不需要修改占空比和时间时，TIMER_A 能自动输出PWM，而不需利用中断维持PWM输出。 5、16位定时器A模块的工作原理 TIMER_A共有4种计数模式： ??停止模式 ??增计数模式 ??连续技术模式 ??增/减计数模式 TIMER_A的结构原理图 TIMER_A 有多个相同的捕获/比较模块，为实时处理提供灵活的手段，每个模块都有可用于捕获事件发生的时间或产生定时间隔。当发生捕获事件发生或定时时间到达时将引起中断。捕获/比较寄存器与定时器总线相连：可在满足捕获条件时，将TAR 的值写入捕获寄存器；可在TAR的值与比较器值相等时，设置标志位。通过TACCTLx中的CAP选择模式，该模块既可用于捕获模式，也可用于比较模式。用CMx 选择捕获条件，