MSP交通灯控制系统.docVIP

2012-2013学年第二学期 山东科技大学电工电子实验教学中心 创新性实验研究报告 实验项目名称 用MSP430单片机实现的交通灯控制 联系电话 E-mail 成员姓名 郑阳 学号 成员姓名 学号 专 业 自动化 班级 指导教师及职称 2013年6月20日 一、实验摘要 一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。基于MSP430单片机的交通控制系统以MSP430F149单片机为路口控制核心、LED作为显示、驱动电路与部分模拟器件构成的一种电子产品。MSP430F149单片机为控制核心，能实时的进行控制；由于LED有高节能、安全性高 、寿命长 、快速响应、运行成本低等优点，所以用作显示很合理；74HC164驱动电路用于对LED及数码管 本设计实现的功能为：左转及右转交通灯控制交通灯的时间显示绿灯将结束时的闪烁控制当有违章车辆是输出信号电子警察，拍下其车牌号等违章处理可以看出功能是较为复杂的。 二、实验目的 通过设计交通灯系统从而加深对汇编语言的理解以及对单片机及接口技术的了解和深入应用单片机硬件操作及程序烧录等。通过设计了解MSP430的工作原理及指令集Proteus及IAR FOR 430430）的。了解交通灯设计。 三、实验场地及仪器、设备和材料： 材料清单：MSP430F149单片机最小系统版×1 七段共阴数码管0.56英寸×8 双面PCB板9x15cm×1 单排针×4 3mm LED（红黄绿）×36 杜邦线×10 74HC164×12 74LS04×1 电阻电容若干 实验器材：示波器，万用表，PC机：Proteus，IAR For 430SF_BSL430 四、实验内容 1、实验原理 1)硬件电路 在硬件上，为了简洁，做成模块化。十字路口交通灯，在前后左右四个方向上有一个模块，显示本方向上对的允许状态。模块上有两个数码管显示当前允许或禁止车辆通行的时间（S）有交通灯，分别控制本方向上的三个细分方向，如本方向为朝东，则三个方向为向东方向（）向东北方向（）向南方向（）有灯，红绿黄，所以每个模块有灯。四个方向上的相同的。 430有输出口线相当丰富的系列，如MSP430F13/14有=48条I/O口线，而MSP430F43/44有=48条I/O口线，还有液晶的所有输出端在不驱动液晶时，也可以用于普通输出这样完全有条件430的口线与所有的显示器连接（需要驱动） 但这样，不便于模块化，因为每个模块将有很多连线与处理器，此方案不可行。应改为HC164串行输出与所有显示器连接。整个如下图所示。 图二中的“显示地控制”信号的作用是每个模块的显示器（数码管与灯）的地线都连在一起，没有直接与地相连，而是通过一个三极管由处理器控制。因为在操作74HC164移位时，如果所有的显示器都接地，则在74HC164将数据位一位一位地移动过程中，导致所有的显示器都被点亮（包括本来不该亮的）。如果交通灯是这样的话，那么在这一瞬间，红、绿、黄全亮，会给交通带来麻烦。为了解决这个问题，控制显示器的地线，在操作74HC164进行数据移位时输出控制显示器的地线为高电平，则显示器不显示（被关闭）。由于操作的时间不长，眼睛的暂留作用将不会认为灯的熄灭。相反如果灯不该亮而亮，则人眼睛会看到、等对74HC164操作完毕，再打开显示器，地线为低电平。 违章检测的工作原理是，在真实的交通灯中一般使用压力传感器，当在禁行方向有车辆通过压力传感器时，传感器给处理器一个信号，告知有违章车辆通过。而在这里使用简单的光电传感器：红外对管。红外线发射管一直发射红外线，接收管一直接受红外线。当在禁行时段检测到没有红外线（被车辆挡住了）时，则认为有违章车辆通过。并告知处理器，处理器输出信号给在照相机。 模块间的级联问题。由其中一个模块与处理器模块相连。然后连接下一模块等（如图1所示）、所有的74HC164时钟线连在一起，数据线由前一模块的最高位输出，所有显示器的地线连在一起与处理器模块连接。 处理器使用MSP430F149. 下图为仿真中的一个模块。 2)MSP430最小系统 图3 MSP430单片机最小系统 如图3所示，MSP430最小系统由复位电路、晶振电路、JTAG等组成。MSP430单片机的64个引脚大致可分为4类：电源、时