基于51IP核的交通燈控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng)基于51IP核的交通燈控制器的設(shè)計(jì)課題類(lèi)型技術(shù)開(kāi)發(fā) Y導(dǎo)師姓名學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)202102031075專(zhuān)業(yè)班級(jí)電子09-2一、選題依據(jù) 隨著我國(guó)城市化建設(shè)的發(fā)展，人民的生活水平日漸提高，越來(lái)越多的汽車(chē)進(jìn)入了尋常老百姓的家庭，再加上政府大力發(fā)展公交車(chē)、出租車(chē)，使得道路上車(chē)輛越來(lái)越多，從而形成了交通擁擠。自從上世紀(jì)80年代起，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始了道路的建設(shè)工作，拓寬?cǎi)R路，曾經(jīng)一度使得交通狀況明顯改善，然而隨著私家車(chē)的普及，交通出現(xiàn)了超負(fù)荷運(yùn)行，開(kāi)始擁堵，事故頻發(fā)。在這種情況下，交通信號(hào)燈發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，它使得去往各個(gè)方向的車(chē)輛有序的行駛，最大限度的減少了交通事故的

2、發(fā)生，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，已成為交通管理部門(mén)管理交通的重要工具之一。目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器方法，有應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。城市路口交通控制系統(tǒng)大體上分為三類(lèi)：定周期信號(hào)機(jī)，多時(shí)段且具有無(wú)電纜協(xié)調(diào)功能的微電腦型信號(hào)機(jī)以及聯(lián)網(wǎng)式自適應(yīng)多相位智能型信號(hào)機(jī)。具體的選用應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合以及其特點(diǎn)加以確定。其中，第一種類(lèi)型成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)方便得到了很大的應(yīng)用。比較先進(jìn)的有一種使用“模糊控制”技術(shù)控制交通燈的方法。能根據(jù)十字路口兩個(gè)方向上車(chē)輛動(dòng)態(tài)狀況，自動(dòng)判斷紅綠燈時(shí)間間隔，用來(lái)保證最大車(chē)流量。減

3、少道口的堵塞。 目前，我國(guó)道路交通信號(hào)燈的設(shè)置實(shí)行全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，目前我國(guó)部分城市的交通信號(hào)燈的設(shè)置仍較為混亂，許多城市路口信號(hào)燈沒(méi)有按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，存在嚴(yán)重的交通安全隱患。因此，加強(qiáng)對(duì)城市道路交叉口信號(hào)燈的科學(xué)設(shè)置，更好地發(fā)揮信號(hào)燈對(duì)城市交通的控制作用，緩解交通壓力，疏導(dǎo)交通、保障交通暢通，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。交通信號(hào)燈設(shè)置實(shí)踐中存在的主要問(wèn)題：隨著交通的發(fā)展，車(chē)輛的增多，交通擁擠問(wèn)題日益嚴(yán)重。既不完善，管理也不到位。有的交通信號(hào)燈設(shè)置時(shí)間過(guò)短，1020秒，許多駕駛?cè)诉€沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)，時(shí)間就過(guò)了；有的交通信號(hào)燈規(guī)格較小，不是懸橫在道路上方，而是在路邊設(shè)置一個(gè)纖細(xì)的燈桿，機(jī)動(dòng)車(chē)快速

4、行駛時(shí)，信號(hào)燈不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易造成司機(jī)誤闖紅燈；有的交通信號(hào)燈損壞一直停用，形同虛設(shè)；有的路口的違章建筑、樹(shù)木、廣告牌遮擋路口信號(hào)燈，成為道路交通事故隱患。人、車(chē)不遵守交通信號(hào)燈的指示通行，闖“紅燈”，現(xiàn)象嚴(yán)重，行人無(wú)視“紅綠燈”的存在，隨意橫穿、斜穿馬路。同時(shí)，許多駕駛?cè)酥恢馈瓣J紅燈”危險(xiǎn)，要受處罰，卻不知道“闖黃燈”更危險(xiǎn)，對(duì)“黃燈”存在一種認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，誤認(rèn)為只要紅燈不亮，黃燈亮?xí)r還是可以繼續(xù)前行或可以提前通行。機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈或方向指示信號(hào)燈、非機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈等采用復(fù)合信號(hào)燈，即信號(hào)燈未實(shí)現(xiàn)三色幾何分立，實(shí)際上只設(shè)置了一個(gè)發(fā)光單元，用其在不同時(shí)刻顯示紅、黃、綠三種顏色。信號(hào)燈發(fā)光單元圖

5、案不一致，即信號(hào)燈采用三色幾何分立，但三個(gè)發(fā)光單元內(nèi)的圖案不一致。例如，其中兩個(gè)發(fā)光單元圖案為機(jī)動(dòng)車(chē)信號(hào)燈圖案，而另一個(gè)為方向指示信號(hào)燈圖案。信號(hào)燈發(fā)光單元不正確，即信號(hào)燈雖然采用三個(gè)幾何分立，但是單個(gè)發(fā)光單元中顯示多個(gè)方向（復(fù)合箭頭），或者圖案形狀不正確。 二、研究?jī)?nèi)容 以FPGA內(nèi)部的51IP核為電路核心控制模塊，F(xiàn)PGA內(nèi)部底層模塊采用HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)，頂層模塊采用原理圖的設(shè)計(jì)方法。紅，黃，綠燈的等待時(shí)間依次為25S，5S，20S，采取倒計(jì)時(shí)方式，此處應(yīng)用單片機(jī)的定時(shí)器和中斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，正常工作時(shí)，當(dāng)東西方向是紅、黃、綠燈組合時(shí)，南北方向則是綠、黃、紅組合，四個(gè)方向共12個(gè)LED發(fā)光二級(jí)管。

6、當(dāng)任一方向出現(xiàn)異常情況時(shí)，計(jì)時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)全部顯示“8”并閃爍提示，東、西、南、北四個(gè)路口全亮紅燈，這種錯(cuò)誤的判斷采取手動(dòng)方式，異常情況消除后，恢復(fù)正常模式。三、研究方法及技術(shù)路線 用撥碼開(kāi)關(guān)檢測(cè)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)讀取到來(lái)自單片機(jī)的低電平信號(hào)時(shí)，則進(jìn)入錯(cuò)誤模式。在某些特定場(chǎng)合，例如出現(xiàn)緊急情況的時(shí)候，交通燈可人為控制某個(gè)方向長(zhǎng)時(shí)間亮紅燈，另一方向則亮綠燈，這個(gè)功能可以通過(guò)一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)作為使能，當(dāng)使能有效時(shí)，進(jìn)入選擇模式，再通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立按鍵選擇哪個(gè)方向亮紅燈，與之相對(duì)的方向亮綠燈。實(shí)現(xiàn)了這些基本的功能，就算是成功了一大半。然后利用Quartus軟件完成底層模塊和頂層原理圖的設(shè)計(jì)，底層模塊需

7、要一個(gè)3-8譯碼器，當(dāng)所有的功能代碼編寫(xiě)成功后，將C語(yǔ)言程序下載到51IP核的ROM中，對(duì)頂層原理圖進(jìn)行全程編譯，將生成的文件下載到實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行調(diào)試，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、時(shí)間安排 第七周：分析題目要求，查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)的總體方案，完成開(kāi)題報(bào)告和英漢互譯，經(jīng)老師同意后方可開(kāi)題。 第八周：學(xué)習(xí)51單片機(jī)視頻，包括延時(shí)、數(shù)碼管的動(dòng)靜態(tài)顯示、定時(shí)器中斷、按鍵消抖等，將設(shè)計(jì)分成幾個(gè)子模塊，明確每個(gè)子模塊需要用到的知識(shí)。 第九周：開(kāi)始軟件部分的設(shè)計(jì)，按照事先分好的子模塊對(duì)應(yīng)的編寫(xiě)C語(yǔ)言源程序，對(duì)編寫(xiě)過(guò)程中的錯(cuò)誤認(rèn)真修改，直到實(shí)現(xiàn)一切功能，編譯成功并生成hex文件。 第十周：由于理論和實(shí)踐的差異性，直接搭

8、建硬件電路一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，排查和修改難度大，所以采用仿真軟件Protues對(duì)程序進(jìn)行仿真，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題逐一修改，直到仿真成功。 第十一周：搭建硬件電路，由于51IP核是新的知識(shí)，所以上網(wǎng)查找相關(guān)資料，學(xué)習(xí)51IP核的設(shè)置和使用方法。 第十二周：了解51IP核的使用方法，完成頂層原理圖的設(shè)計(jì)，在試驗(yàn)箱上進(jìn)行下載調(diào)試，對(duì)程序的不足之處，51IP核使用的不當(dāng)之處進(jìn)行修改，成功后找老師驗(yàn)收。 第十三周：經(jīng)老師驗(yàn)收后，根據(jù)老師的建議修補(bǔ)不足之處，經(jīng)老師同意后在其指導(dǎo)下撰寫(xiě)畢業(yè)論文，撰寫(xiě)目錄大綱，在目錄大綱得到老師的認(rèn)可后，對(duì)大綱中的內(nèi)容進(jìn)行填充，寫(xiě)出初稿。 第十四周：根據(jù)老師的建議修改初稿。第十五周：定稿

9、后，整理資料，準(zhǔn)備答辯。第十六周：參加答辯，上交論文，資料歸檔。五、預(yù)期結(jié)果 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，掌握基于51IP核的交通燈控制器的基本原理，提升自己對(duì)于Keil軟件和Quartus軟件使用的熟練度，掌握IP核的使用方法，在EDA試驗(yàn)箱上對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，觀察結(jié)果，截取頂層原理圖以及部分仿真波形。提交畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。六、主要參考文獻(xiàn)1 趙亮，侯國(guó)銳. 單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例M. 第五版. 北京：人民郵電出版 社.，2021 2 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實(shí)用教程VHDL版M. 第四版. 北京：北京科學(xué) 出版社，20213 夏宇聞. Verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程M. 第二版. 北京：北京航空

10、航天大學(xué)出 版社，2021 4 帕爾尼卡. Verilog HDL數(shù)字設(shè)計(jì)與綜合M. 第二版. 北京：電子工業(yè)出版 社，20215 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)、拓展M. 第 一版. 北京：電子工業(yè)出版社，2021 2021年 04月 18日指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師： 年 月 日注：課題類(lèi)型填寫(xiě)：工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、軟件工程、理論研究等，同時(shí)注明X真實(shí)課題；Y模擬課題；Z虛擬課題。 論大學(xué)生寫(xiě)作能力 寫(xiě)作能力是對(duì)自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書(shū)面文字的能力。積累是寫(xiě)作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫(xiě)作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開(kāi)奇葩。沒(méi)有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎

11、么也不會(huì)寫(xiě)出作文來(lái)的。寫(xiě)作能力是每個(gè)大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫(xiě)作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫(xiě)作能力的定義那么，大學(xué)生的寫(xiě)作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫(xiě)小說(shuō)詩(shī)歌，但是一定要寫(xiě)工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫(xiě)得既通順又扎實(shí)不可?！?對(duì)于大學(xué)生的寫(xiě)作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫(xiě)作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫(xiě)作能力和文學(xué)寫(xiě)作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，是要寫(xiě)畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫(xiě)作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫(xiě)作能力之中。大學(xué)生寫(xiě)作能力的體現(xiàn)，也往往是

12、在撰寫(xiě)畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來(lái)的。本科畢業(yè)論文無(wú)論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人還是對(duì)于院系和學(xué)校來(lái)說(shuō)，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門(mén)和高校都很重視的一個(gè)重要課題。如何提高大學(xué)生的寫(xiě)作能力的問(wèn)題必須得到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且提出對(duì)策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫(xiě)作困境的原因： （一）大學(xué)寫(xiě)作課開(kāi)設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。 就目前中國(guó)多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來(lái)看，除了中文專(zhuān)業(yè)會(huì)系統(tǒng)開(kāi)設(shè)寫(xiě)作的系列課程外，其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都只開(kāi)設(shè)了普及性的大學(xué)語(yǔ)文課。學(xué)生寫(xiě)作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語(yǔ)文教師，可大學(xué)語(yǔ)文教師既要在有限課時(shí)時(shí)間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識(shí)，又要

13、適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會(huì)學(xué)生寫(xiě)作規(guī)律并提高寫(xiě)作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。 （二）對(duì)實(shí)用寫(xiě)作的普遍性不重視。 “大學(xué)語(yǔ)文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對(duì)中國(guó)語(yǔ)文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語(yǔ)的大好勢(shì)頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對(duì)我們的母語(yǔ)中國(guó)語(yǔ)文，在大學(xué)反而被漠視，沒(méi)有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練。這其實(shí)是國(guó)人的一種偏見(jiàn)。應(yīng)用寫(xiě)作有它自身的規(guī)律和方法。一個(gè)人學(xué)問(wèn)很大，會(huì)寫(xiě)小說(shuō)、詩(shī)歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫(xiě)作的特點(diǎn)和方法，他就寫(xiě)不好應(yīng)用文。 （三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。 很多非中文專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生對(duì)寫(xiě)作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在大學(xué)語(yǔ)文這一門(mén)課上，大部分學(xué)生只愿意被動(dòng)

14、地接受大學(xué)語(yǔ)文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對(duì)于需要學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦去寫(xiě)的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢(shì)必不能讓大學(xué)生的寫(xiě)作水平有所提高。 （四）教師的實(shí)踐性教學(xué)不強(qiáng)。 學(xué)生寫(xiě)作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過(guò)多注重理論知識(shí)，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實(shí)踐卻幾乎沒(méi)有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫(xiě)作都需要很強(qiáng)的實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫(xiě)作技巧的掌握才是最重要的。 由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫(xiě)作水平著實(shí)令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對(duì)大學(xué)生寫(xiě)作水平的提高有所幫助。 三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫(xiě)作能力的對(duì)策 （一）把應(yīng)用

15、寫(xiě)作課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。 在中國(guó)的每一所大學(xué)，應(yīng)用寫(xiě)作應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因?yàn)樵谶@個(gè)被某些人形容為實(shí)用主義、功利主義甚囂塵上的時(shí)代，也是個(gè)人生存競(jìng)爭(zhēng)最激烈的時(shí)代，人們比任何時(shí)代都更需要學(xué)會(huì)寫(xiě)作實(shí)用性的文章，比如職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的求職信，生活中的財(cái)經(jīng)文書(shū)、法律文書(shū)等，以提高個(gè)人的生存競(jìng)爭(zhēng)能力。 （二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。 首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)用寫(xiě)作課的重要性，這門(mén)課關(guān)乎到他人生的每一個(gè)方面，諸如就職，求愛(ài)，理財(cái)，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識(shí)，也是他必備的一項(xiàng)生存技能。其次，實(shí)用寫(xiě)作有它自身的規(guī)律和方法。它不是你想怎樣寫(xiě)都行的，它有嚴(yán)格的格式性的要求，所以需要系統(tǒng)的

16、研究學(xué)習(xí)。最后，實(shí)用寫(xiě)作課的實(shí)踐性非常強(qiáng)，所以學(xué)生們不能只學(xué)不練，并且要克服手懶的壞習(xí)慣，勤學(xué)勤練，為今后的工作生活打好基礎(chǔ)。 （三）注重實(shí)踐課的訓(xùn)練。 要提高大學(xué)生的實(shí)用寫(xiě)作能力，那么實(shí)踐寫(xiě)作環(huán)節(jié)是必不可少的。要想使學(xué)員真正具備實(shí)用寫(xiě)作能力，必須重視實(shí)用寫(xiě)作訓(xùn)練，力求使理論講授與寫(xiě)作訓(xùn)練互相緊扣進(jìn)行。教師在授課過(guò)程中，應(yīng)該把理論教學(xué)的部分適當(dāng)壓縮，把更多的時(shí)間用來(lái)實(shí)踐訓(xùn)練。在訓(xùn)練之前，可以通過(guò)對(duì)優(yōu)秀案例的精講分析，讓學(xué)生掌握基本的寫(xiě)作規(guī)律，然后趁熱打鐵，讓學(xué)生立即開(kāi)始寫(xiě)作訓(xùn)練，最后通過(guò)大家互評(píng)，教師點(diǎn)評(píng)的方式，起到舉一反三的作用，讓學(xué)生知道應(yīng)該如何寫(xiě)，還要寫(xiě)出來(lái)，并且知道寫(xiě)得怎么樣。此外，在教學(xué)上，教師也可以與學(xué)生一起探討如何學(xué)習(xí)，如實(shí)用寫(xiě)作這門(mén)課程，如何上，怎樣上，都可以讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，讓學(xué)生編制一些案例，在課堂上與大家分享，一起討論。這樣，一方面調(diào)動(dòng)大家的學(xué)習(xí)熱情，另一方面，又提高他們綜合分析能力。學(xué)生只有在實(shí)踐中才能真正掌握和把握實(shí)用寫(xiě)作的技巧和方法。 （四）大學(xué)寫(xiě)作教師要加強(qiáng)自身能力的提高。 要提高大學(xué)生的實(shí)用寫(xiě)作能力，那么作為教練員的大學(xué)寫(xiě)作教師就應(yīng)該具備更高