基于ARM的十字路口交通灯控制系统教程方案.doc

嵌入式系统课程设计报告 课程设计名称：基于ARM的十字路口交通灯控制系统 姓 名： DUKE 班 级： 电子1008班 学 号： 10086-399 成 绩： 日 期： 2014年1月6日 摘要 本设计是关于单片机控制的交通灯模拟系统的设计。主要内容有交通灯模拟系统设计方案，主要功能，各功能模块的介绍，电路设计，硬件部分设计，软件部分设计，模拟系统的仿真调试，设计方法以及课程设计的心得体会等等。 该设计中用光二极管来模拟信号灯，车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。要求使作为定时器，要求对通行时间进行倒计时，在LED上显示并进行递减以此来实现十字路口交通灯的指示功能。 2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，采用数码管进行显示（采用计时的方法）。 5）一道有特种车辆（实验时用开关 K1 和 K2 控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行，无特种车车道禁止通行。 6）在出现紧急情况（实验中用开关K3控制）时可由交警动手实现全路口车辆禁行而行人通行状态。 关键字 ： 单片机 交通灯系统 LED显示 目录 1 概述 4 1.1 引言 4 1.2 设计的思想 4 1.3 设计满足的基本功能 5 2 系统方案及硬件设计 6 2.1 系统方案的确定 6 2.2 显示部分电路设计 6 3 软件设计 8 3.1 应用系统软件设计要求 8 3.2 主程序模块的设计 8 3.3 功能实现模块的设计 19 3.4 延时程序模块的设计 20 4 课程设计体会 23 附： 源程序代码 24 1 概述 1.1引言 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。 1.2 设计的思想 该设计在熟练掌握单片机及其仿真系统的使用方法基础上，综合应用单片机原理、微机原理、微机接口技术等课程方面的知识，设计一个采用STM32单片机控制的交通灯控制电路。 图——1 根据设计功能及要求，我们可得系统的原理框图如图所示。 根据系统的原理框图，分别分析各部分电路的元器件的功能以及选择合适的元件。具体设计思路如下：收集并整理资料，硬件设计，软件设计，设计体会与总结。 1.3 设计满足的基本功能 1）南北方向（主干道）车道和东西方向（支干道）车道两条交叉道路上的车辆交替运行，主、支干道每次通行时间都设为30秒，然后转向时间为25秒，时间可设置修改。 2）在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道； 3）黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4）东西方向