logo资料库

嵌入式课程设计.docx

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.73M 资料格式：docx 举报 版权申诉
第1页 / 共20页
第2页 / 共20页
第3页 / 共20页
第4页 / 共20页
第5页 / 共20页
第6页 / 共20页
第7页 / 共20页
第8页 / 共20页
资料共20页，剩余部分请下载后查看
    第一章 绪论
    1.1 背景
    1.2 单片机的概述
    1.3 目的与意义
    1.4 方案设计
    第二章 总体设计
    2.1 总体设计
    2.2 单片机的选择
    第三章 硬件设计
    3.1按键电路
    3.2显示模块电路设计
    第四章 交通灯控制系统的设计
    4.1软件设计应用环境
    4.2十字路口交通信号灯具体的设计
    4.3交通灯定时器模块
    4.4软件设计流程
    4.5仿真
    附录：程序
    目录 第一章 绪论............................................................................................................................................................1 1.1 背景 ........................................................................................................................................................ 1 1.2 单片机的概述 ......................................................................................................................................1 1.3 目的与意义 .......................................................................................................................................... 2 1.4 方案设计 ............................................................................................................................................... 2 第二章 总体设计..................................................................................................................................................3 2.1 总体设计................................................................................................................................................3 2.2 单片机的选择...................................................................................................................................... 4 第三章 硬件设计..................................................................................................................................................5 3.1 按键电路.................................................................................................................................................5 3.2 显示模块电路设计..............................................................................................................................5 第四章 交通灯控制系统的设计......................................................................................................................7 4.1 软件设计应用环境..............................................................................................................................7 4.2 十字路口交通信号灯具体的设计..................................................................................................8 4.3 交通灯定时器模块..............................................................................................................................8 4.4 软件设计流程....................................................................................................................................... 8 4.5 仿真..........................................................................................................................................................9 附录：程序........................................................................................................................................................... 13
    嵌入式课程设计 第一章 绪论 1.1 背景 随着城市机动车量的不断增加，许多大城市出现了交通超负荷运行的情况，因此，自 80 年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地 改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高澎路的系统研究和控制，高速道路 没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通 状况必然受高速道路与普通道路藕合处交通状况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最 大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道车流量繁忙的交通拥堵状况，越来越 成为交通运输管理和城市规划部门待解决的主要问题。 1.2 单片机的概述 计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展；这三个方向就是：巨型化，单片化，网络化。以 解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用，故而，巨型机在目前在朝高速及处理 能力的方向努力。单片机在出现时，Intel 公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器 （embedded microcontroller）。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。 这一点是巨型机和网络不可能做到的单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势： （1）可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。 （2）所集成的部件越来越多；NS（美国国家半导体）公司的单片机已把语音、图象部件 也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能了；如 果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。 （3）功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。 1
    1.3 目的与意义 本设计以单片机为核心，以 LED 数码管作为倒计时指示，根据设计的要求我考虑了各功 能模块的几种设计方案，以求最佳方案，实现实时显示系统各种状态。 提高效率，缓减交通拥挤。交通灯控制的框图如下图所示，主要有控制电路、按键电路、晶 振电路、复位电路、显示电路、电源电路等电路组成。 1.4 方案设计 1.采用单片机控制模块提供电源。该方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功 率不高。 2.完全采用数码管显示。这种方案优点是实现简单，可以完成倒计时功能。缺点是功能 较少，只能显示有限的符号和数码字符。根据本设计的要求，采用此方案以实现系统的显示功 能。 3.直接在 I/O 口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的端口 资源还比较多。 2
    第二章 总体设计 2.1 总体设计 本设计以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系 统、键盘及状态显示、倒计时模块等。单片机作为整个硬件系统的核心，它既是协调整机工 作的控制器，又是数据处理器。它由单片机振荡电路、复位电路等组成。系统采用双数码管 倒计时计数功能，最大显示数字 99。 灵活的控制方式、优化的物理结构是本设计的亮点。 电源电路 时钟电路 按键电路 数码管电路 单片机 LED 控制电路 延时函数 定 时 器 中 断 服务程序 独立按键程序 主程序 交通灯处 理函数 数码管选 位函数 数码管显 示函数 设置函数 南北开通 时间函数 图 2-1 总体设计图 东西开通 时间函数 3
    2.2 单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型 计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电 路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和 I/O 接口电路等。 因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片 机方丈趋势不外乎以下几个方面： 1、多功能 单片机中尽可能地把所需要的存储器和 I/O 口都集成在一块芯片上，使得单片机可以 实现更多的功能。比如 A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器---看 家狗）、高速 I/O 口及计数器的捕获/比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了 相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以 51 内核为核心，集成了 USB 控制器、SMART CARD 接口、MP3 解码器、CAN 或者 I*I*C 总线控制器等，LED、 LCD 或 VFD 显示驱动器也开始集成在 8 位单片机中。 2、高效率和高性能 为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用 RISC、流水线和 DSP 的设计技术， 使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机 运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内 ROM（FLASH） 和 RAM 的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使 用高级语言（如 C 语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发 难度，缩短开 发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。 3、低电压和低功耗 单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于 CMOS 等工艺的大 量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V 或 0.9V），功耗已经降低到 uA 级。 这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。 4
    第三章 硬件设计 3.1 按键电路 调节交通灯的延长时间和延长模式，如图 3-1 图 3-1 按键电路 3.2 显示模块电路设计 显示倒计时及交通灯状态，如图 3-2 图 3-2 显示模块电路 5
    从设计来看，显示通行时间必须用二位数码管，从节省硬件资源的角度考虑，可采用扫 描的方式来处理，对于 7 段数码管，占用 8 个单片机的 I/0 口，另外设置 2 个电子开关对 2 位显示进行配合，占用 2 个 I/0 端口，十字路口共需 4 组红绿灯，加上转换黄灯，一共是 12 只灯，须用 6 个端口进行控制,加上其他控制按键占 7 个 I/0 端口，因此实际占 23 个端口， 谓词我采用单片机中的 AT89C51 作为中央处理器。 整体电路如图 3-3 所示 图 3-3 整体电路 6
    第四章 交通灯控制系统的设计 4.1 软件设计应用环境 设计是在 Keil C51 的环境下编译的。Keil C51 是美国 KeilSoftware 公司出品的 51 系列 兼容单片机 C 语言软件开发系统，软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具， 全 Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软 件时更能体现高级语言的优势。C 语言有以下特点: 1、语言简洁、紧凑、使用方便、灵活。C 语言一共只有 32 个关键字，9 种控制语句， 程序书写自由，主要用小写字母表示，压缩了一切不必要的成分。 2、运算符丰富。C 的运算符包含的范围很广泛，共有 34 种运算符，使得 C 的运算类 型极其丰富，表达式类型多样化，灵活使用各种运算符可以实现在其他高级语言中难以实现 的运算。 3、数据结构丰富，具有现代化语言的各种数据结构，能用来实现各种复杂的数据结构 的运算。 4、具有结构化的控制语句，用函数作为程序的模块单位，便于实现程序的模块化。 5、语法限制不太严格，程序设计自由度大。 6、C 语言能进行位操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。 因此，C 既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，可用来写系统软件。C 语言 的这种双重性，使它既是成功的系统描述语言，又是通用的程序设计语言。 7、生成目标代码质量高，程序执行效率高。 8、用 C 语言写的程序可移植性好。基本上不用修改就能用于各种型号的计算机和各种 操作系统。对操作系统和系统实用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用 C 语言明显地 优势于其他高级语言，有的大型应用软件也用 C 语言来编写。 7
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    课程资源

    共收录17145份资料，累计13个分类，关注成员有19位，主要包括：PHP,网络管理,网页制作,Java,.Net,数据库,3G/移动开发,C/C++,游戏开发,嵌入式,讲义,软件测试,专业指导

    热门标签

    PHP 网络管理 网页制作 Java .Net 数据库 3G/移动开发 C/C++ 游戏开发 嵌入式 讲义 软件测试 专业指导

    最新资料