单片机课程实践

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1、四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告前言嵌入式系统是嵌入式计算机嵌入到各种设备及应用产品内部的计算机系统，它体积小，结构紧凑，使设备及应用产品智能化。在数字化产品日益普及的今天，从手机、MP3到飞机的自动导航系统，军事、工业、商业、家电、通信、网络产品无一不充斥着嵌入式系统。我们的交通灯控制系统中也有它的身影，可以说，它无处不有，无所不在。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及用户的应用程序等部分组成，因此，嵌入式系统开发技术、嵌入式芯片技术、嵌入式操作系统、嵌入式软件、

2、嵌入式系统平台，是当今最热门的课题。Stellaris系列微控制器采用ARM公司最新的Cortex—M3内核。Cortex-M3是一个32位的核，在传统的单片机领域中，有一些不同于通用32位CPU应用的要求。在工控领域，用户要求具有更快的中断速度，Cortex-M3采用了Tail-Chaining中断技术，完全基于硬件进行中断处理，最多可减少12个时钟周期数，在实际应用中可减少70%中断。Cortex-M3采用了新型的单线调试(SingleWire)技术，专门拿出一个引脚来做调试，从而节约了大笔的调试

3、工具费用。同时，Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器，这样工程师可以直接在MCU外连接Flash，降低了设计难度和应用障碍。　Cortex的优势应该在于低功耗、低成本、高性能3者(或2者)的结合。27四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告1.设计要求本次设计用红、绿、黄三种颜色作为交通信号控制，分别指示主道和支道的通行状态实现十字路口的红绿灯控制。在相应信号灯字母的下方，用数字表示该信号灯切换的剩余时间。该时间每秒钟减一，减为零时，切换信号灯。信号灯切换时间缺省为60秒。某方向由红灯切换

4、为绿灯时，应有5秒钟的缓冲时间，以确保另一方向的车辆安全通过。即在切换信号灯时，有5秒钟的时间两个方向的信号灯都是红灯。不能出现两个方向都是绿灯的情况。用户可通过键盘输入信号灯切换时间，切换时间范围为20秒至120秒之间。用户输入的数字以回车键结束。对于错误的输入，系统可不作任何响应。对于正确的输入，下次信号灯切换后，采用新输入的切换时间。2.设计原理2.1显示模块2.1.1电路的显示模块电路的显示模块可分为三部分，因为有三种显示部分，红绿灯显示、人行横道显示、时间显示，红绿灯显示器是最简单的一种电路

5、连接方式，它有三种颜色的发光二极管，每种颜色的有7个二极管并连接起来，假如每个发光二极管的电流为10mA，所以一种发光颜色的电流为70mA，电路的并联虽然会产生较大的电流，但他所需要电压低，小电压就能驱动起来，如果7个二极管都串联所需电流比较低但所需总电压高，假如每个二极管的导通压降为1.5V，那么一种颜色发光所需要10.5V电压来驱动，这样很有可能损坏二极管，并且串联的二极管如果有一支损坏就都不会点亮导致工作的可靠性不高，因此采用并联。如图2.127四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告图2.1

6、红绿灯显示2.1.2人行横道显示人行横道显示部分是比较复杂的一个设计了，它不像红绿灯一样只要三种状态显示就行，它需要动态人行走动显示，但单片机只提供了三种状态输出，所以我们的人行横道显示必须进行电路的设计。我采用的是二极管隔离显示，采用13个二极管隔离，以完成目的。人行横道人行走路显示为绿色灯显示，暂停为红色灯显示。如图2.2：27四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告图2.2人行横道原理图2.1.3时间显示CD4511是七段码十六进制锁存译码驱动芯片，它能将四位二进制数编码转换为七段LED显示器

7、的字段码，同时具有锁存和驱动能力。CD4511有四个输入端,ABCD-BCD码输入端,LE—锁存允许端。当LE锁存允许端为0时，4位BCD码进入锁存器，当LE锁存允许端为1时，输入的数据被锁存。CD4511的输出接七段数码显示器，七段数码显示器是共阴极。见图2.327四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告2.3时间显示电路2.1.4电源部分本实验采用直流稳压电源。如图2.4所示。电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值。交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是电流强度大小还是处在不

8、断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的，而要通过整流电路将交流电变成直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近稳恒的直流电。但这样的电压还随电网电压波动，一般有±1027四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告%左右的波动，负载和温度的变化而变化，因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。稳压电路的作用是当