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3任務(wù)十九：交通燈控制系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)匯報(bào)人xxx時(shí)間20XX.X202X任務(wù)描述1.任務(wù)分析2.任務(wù)實(shí)施3.任務(wù)拓展4.CONTENTS目錄

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202X3任務(wù)描述Part01硬件模塊要求采用龍芯開發(fā)板和交通燈模塊，交通燈模塊上標(biāo)有上北（N）、下南（S）、左西（W）、右東（E）以及人行道，各信號(hào)燈及數(shù)碼管通過特定引腳與開發(fā)板連接。交通燈控制邏輯系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，NS通行綠燈亮30秒，縱向箭頭流水燈顯示；黃燈亮3秒，箭頭LED燈不點(diǎn)亮；WE通行綠燈亮30秒，橫向箭頭流水燈顯示；黃燈亮3秒，箭頭LED燈不點(diǎn)亮。數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)。軟件運(yùn)行環(huán)境使用RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，通過線程、定時(shí)器和事件集實(shí)現(xiàn)交通燈控制邏輯。系統(tǒng)功能要求

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202X3任務(wù)分析Part0201.模塊與開發(fā)板接口交通燈模塊與龍芯開發(fā)板的接口電路明確標(biāo)注各信號(hào)燈及數(shù)碼管的控制引腳，如NS綠燈控制引腳為GPIO44，WE紅燈控制引腳為GPIO53等，確保硬件連接正確。02.數(shù)碼管和LED控制電路數(shù)碼管采用兩片74HC595分別控制位和段，人行道信號(hào)燈及箭頭信號(hào)燈也通過74HC595控制，使能引腳CE低電平有效，需通過代碼控制其輸出以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。硬件電路分析線程與定時(shí)器設(shè)計(jì)創(chuàng)建兩個(gè)線程，一個(gè)負(fù)責(zé)數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示與交通燈顯示，一個(gè)負(fù)責(zé)人行道信號(hào)燈的顯示；創(chuàng)建定時(shí)器用于箭頭信號(hào)燈流水燈顯示，通過事件集實(shí)現(xiàn)線程間同步，確保各部分協(xié)調(diào)運(yùn)行。數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)邏輯利用RTC中斷處理，每1秒產(chǎn)生一次中斷，Second自加一，根據(jù)Second的值控制數(shù)碼管顯示相應(yīng)的倒計(jì)時(shí)數(shù)字，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。交通燈控制邏輯將交通燈控制分為四個(gè)階段，通過判斷Second的值確定當(dāng)前處于哪個(gè)階段，進(jìn)而控制相應(yīng)信號(hào)燈的亮滅，實(shí)現(xiàn)交通燈的順序控制。軟件設(shè)計(jì)分析

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202X3任務(wù)實(shí)施Part03連接注意事項(xiàng)檢查連接線是否牢固，避免虛焊或接觸不良；確保交通燈模塊與開發(fā)板的引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系正確，防止短路或接錯(cuò)導(dǎo)致硬件損壞。連接步驟先用USB轉(zhuǎn)串口線連接電腦USB和龍芯口袋機(jī)的串口（UART5），再接上Type-C線給龍芯口袋機(jī)上電；使用排線通過口袋機(jī)DB1接口與交通燈模塊相接，確保各引腳連接正確。PART01PART02硬件連接打開“龍芯1x嵌入式集成開發(fā)環(huán)境”，按照“文件→新建→新建項(xiàng)目向?qū)Аx擇MCU型號(hào)LS1B200，工具鏈，RTOS使用RT-Thead”方式點(diǎn)擊，新建工程。開發(fā)環(huán)境搭建配置工程的編譯選項(xiàng)，確保編譯器能夠正確識(shí)別龍芯開發(fā)板的硬件特性；設(shè)置RT-Thread的配置文件，使能所需的組件和功能。工程配置新建工程010274HC595驅(qū)動(dòng)程序編寫74HC595驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入和并行輸出，通過控制SCLK、RCLK等引腳的電平變化，將數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)?4HC595并輸出到數(shù)碼管或LED燈。交通燈主體程序?qū)崿F(xiàn)交通燈主體程序，根據(jù)交通燈控制邏輯，通過判斷Second的值控制各信號(hào)燈的亮滅，同時(shí)發(fā)送事件喚醒人行道信號(hào)燈顯示線程，實(shí)現(xiàn)交通燈的順序控制和人行道信號(hào)燈的同步顯示。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描函數(shù)定義數(shù)碼管顯示的全局變量，編寫數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描函數(shù)，通過不斷循環(huán)掃描使數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示倒計(jì)時(shí)數(shù)字，同時(shí)控制位選信號(hào)選擇點(diǎn)亮的數(shù)碼管。編寫程序編譯與下載點(diǎn)擊編譯，編譯無(wú)誤后，點(diǎn)擊運(yùn)行，將程序加載到龍芯開發(fā)板的內(nèi)存之中。調(diào)試與測(cè)試測(cè)試程序，觀察交通燈運(yùn)行現(xiàn)象，檢查各信號(hào)燈是否按照預(yù)定邏輯亮滅，數(shù)碼管是否正確顯示倒計(jì)時(shí)，若有問題則通過調(diào)試工具查看變量值、檢查硬件連接等，進(jìn)行問題排查和修復(fù)。程序編譯及調(diào)試

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202X3任務(wù)拓展Part04實(shí)現(xiàn)時(shí)間可調(diào)節(jié)的交通燈系統(tǒng)，允許用戶通過按鍵或串口輸入調(diào)整各階段的時(shí)間長(zhǎng)度。01拓展任務(wù)描述使交通燈系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的交通流量和場(chǎng)景需求進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，提高交通疏導(dǎo)效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)用性和用戶體驗(yàn)。03拓展任務(wù)意義增加按鍵或串口通信功能，通過按鍵掃描或串口接收獲取用戶輸入的時(shí)間參數(shù)，更新交通燈控制程序中的時(shí)間變量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整交通燈各階段時(shí)間的功能，提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。02拓展任務(wù)分析時(shí)間可調(diào)節(jié)的交通燈系統(tǒng)1在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，優(yōu)化人行道信號(hào)燈的顯示邏輯，增加綠燈閃爍提示功能，提醒行人即將變燈。拓展任務(wù)描述2修改人行道信號(hào)燈的控制程序，在綠燈即將結(jié)束時(shí)，通過快速切換綠燈和黃燈的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)閃爍效果，同時(shí)調(diào)整事件發(fā)送邏輯，確保與交通燈主程序協(xié)調(diào)運(yùn)行。拓展任務(wù)分析3通過增加綠燈閃爍提示，提醒行人注意安全，減少行人闖紅燈的可能性，提高交通系統(tǒng)的安全性。拓展任務(wù)意義人行道信號(hào)燈優(yōu)化拓展任務(wù)描述拓展任務(wù)分析拓展任務(wù)意義增加系統(tǒng)故障檢測(cè)功能，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)燈故障或數(shù)碼管顯示異常時(shí)，自動(dòng)切換到安全模式，并通過蜂鳴器報(bào)警提示。在程序中增加故障檢測(cè)邏輯，通過檢測(cè)信號(hào)燈的狀態(tài)反饋或數(shù)碼管的顯示數(shù)據(jù)，判斷是否出現(xiàn)故障；若檢測(cè)到故障，則切換到安全模式，控制所有信號(hào)燈顯示紅燈，并通過蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施，避免因信號(hào)燈故障導(dǎo)致的交通事故，保障行人和車輛的安全。系統(tǒng)故障檢測(cè)與報(bào)警`課后習(xí)題一、選擇題交通燈控制系統(tǒng)中，NS通行綠燈亮的時(shí)間是（）A.20秒B.30秒C.40秒D.50秒答案：B在交通燈控制系統(tǒng)中，黃燈亮的時(shí)間是（）A.2秒B.3秒C.4秒D.5秒答案：B交通燈控制系統(tǒng)中，數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示的內(nèi)容是（）A.當(dāng)前時(shí)間B.倒計(jì)時(shí)C.溫度D.速度答案：B4.交通燈控制系統(tǒng)中，東西方向（WE）綠燈亮的時(shí)間是（）A.20秒B.30秒C.40秒D.50秒答案：B5.在交通燈控制系統(tǒng)中，用于控制數(shù)碼管顯示的芯片是（）A.74HC595B.74HC959C.74HC165D.74HC245答案：A6.交通燈控制系統(tǒng)中，南北方向（NS）黃燈亮?xí)r，箭頭LED燈的狀態(tài)是（）A.全部點(diǎn)亮B.不點(diǎn)亮C.閃爍D.部分點(diǎn)亮答案：B課后習(xí)題三.解答題1.簡(jiǎn)述交通燈控制系統(tǒng)中數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)的實(shí)現(xiàn)方法。答案：通過RTC中斷處理，每1秒產(chǎn)生一次中斷，Second自加一，根據(jù)Second的值控制數(shù)碼管顯示相應(yīng)的倒計(jì)時(shí)數(shù)字。四.操作題題目：基于龍芯開發(fā)板的校園路口智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)

在校園內(nèi)的一個(gè)路口，利用龍芯開發(fā)板和交通燈模塊，結(jié)合課程思政中對(duì)校園安全和秩序維護(hù)的重視，設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)基本的交通燈控制功能，還要在特定情況下（如上下課高峰時(shí)段），能夠根據(jù)人流和車流量動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)燈時(shí)間，并通過語(yǔ)音提示引導(dǎo)師生安全通行，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)和規(guī)則意識(shí)。二、填空題交通燈控制系統(tǒng)中，數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示（）。答案：倒計(jì)時(shí)交通燈控制系統(tǒng)中，東西方向（WE）通行綠燈亮（）秒。答案：30