1 引言
科学技术的突飞猛进直接把我们带进了信息化的社会,计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域。特别是像北京这样的大都市,经济飞速发展,车辆繁多,人口密集。缓解交通已成为当务之急,特别是在非十字路口没有过街天桥、地下通道的路段,行人很难顺利的通过马路。为了解决这种问题,我们运用汉语编程单芯片来控制信号灯,以方便行人通过马路,并使车辆正常通行。
1.1 编写目的
a. 本说明的编写目的在于研究行人自控指示灯的研制方法及应用。
b. 本说明的预期读者是与行人自控指示灯系统有联系的决策人、项目开发者、领导和支持本项目的政府官员以及参与实施本项目的工作者。
1.2 背景及范围
a. 本项目的名称为:行人自控指示灯系统的研制与开发;
b. 本项目的任务提出者及开发者是行人自控指示灯课题组,用户是广大市民;
c. 本系统通过控制信号灯,以解决行人在非十字路口过马路的问题;
d. 本系统的软件应用:可以实现对各种信号灯的控制,最终目标是解决行人在非十字路口过马路的问题。本产口的可扩展性、可移植性、可伸缩性以及兼容性都很强,能在已有的基础上不断完善;
1.3 定义
a. 汉语编程单片机:一种以及单片机芯片为基础的新型的计算机系统,它使用汉语程序设计语言作为编程手段,可广泛应用于各行各业。
b. 汉语程序设计语言:它汉语字词为基本结构,最大限度的利用汉语本身特点,是一种基于汉语基础的、通用的计算机程序设计语言,简称汉语编程。
c. 行人自控交通指示灯:是一种以汉语编程单机为基础的、以汉语程序设计语言作为编程手段的、适应于交通管理的辅助装置。
1.4 参考资料
《汉语程序设计语言》―――――― 沈志斌 著 电子工业出版社
一九九四年出版
《创新思维》―――――― 陶砂 著
《180数字化模型计算机使用说明》―――――― 百乐公司汉语工控部编写
2 项目概述
单片机系统已有比较完善的理论与技术,已应用于社会的各种领域。研制行人自控交通指示灯,是为了得到市场应用及认可,解决交通问题,支持公共设施的建设。通过对单片机控制指示灯原理的学习,能帮助学习者掌握汉语编程的基本思想,并用现代化的创新思维模式去学习知识。
2.1 目标
2.1.1 开发意图
a. 为了简明的阐述单片机的工作原理。
b. 为了解决一些在交通方面的实际问题。
2.1.2 应用目标
通过本装置,可以使行人在非十字路口更顺利地通过马路。
2.1.3 作用及范围
本系统适用于交通管理,有助于解决行人在非十字路口过马路的问题。
2.1.4 背景
本系统是以汉语编程单片机为核心模块的,而汉语编程单片机中固化了具有设备驱动及管理功能的系统。它集命令、编程、编辑于一身,通过终端键盘、显示器等建立人机接口,完成对外部设备的驱动。并通过终端编程,表现外部设备与CPU的有机结合。
2.2 产品描述
本产品是一项借助于汉语编程单片机的产品,它依赖于汉语编程单片机的内容。本产品是以汉语编程单片机为核心的,使用汉语程序设计语言进行编程的产品。
2.3 产品功能
2.3.1 外部功能
行人自控指示灯系统具有灯变颜色、时钟显示及修改内部设置的功能。
2.3.2 内部功能
汉语编程单片机集命令、编程、编辑于一身,通过终端的键盘、显示器建立人机接口,完成对外部设备的驱.动。
2.3.3 功能表
2.3.4 功能描述图
2.4 用户特点
本装置直接使用对象是广大市民及交通警察。会汉语,懂计算机的基本操作就可以轻松操作本装置。而本产品的维护人员需具备电工电子的一些知识,特别是对于晶体管电路应有比较详细的认识,同时要有一定的计算机基础。
2.5 一般约束
a. 本项目的开发经费不超过8万元。
b. 开发人员不超过7人。
c. 在管理方针、硬件的限制、并行操作、安全和保密方面无约束。
2.6 假设和依据
假设开发经费不到位、管理不完善、设计时没能周全考虑,本项目的开发部将受到很大的影响。
3 具体需求
3.1 引言
行人自控交通指示灯的设计,要达到的目标是方便广大群众,便于交通管理并带动相关产业的发展。本产品所用的方法和技术是手工法和单片机技术。
3.2 功能需求
3.2.1 硬件功能需求
行人或警察按不同的键,产生不同的键值,汉语编程单片通过接收不同数值运行相应程序,产生不同的指令并送往数码管和八个灯,从而显示相应状态。
3.2.1.1 硬件精度需求
对时钟部分,要求数码管的误差小于0.1秒,软件部分涉及的数据精度问题均保留两位有效数字,个别保留1位有效数字。
3.2.1.2 硬件故障处理需求
a. 在指示灯部分中不可预见的故障有八路灯的寿命为100000次,为了防止灯的不可预见的故障,要求用户控制对灯的开关次数。
b. 按键存在着不可预见的故障,要求用户减少误操作。
3.2.2 软件功能需求一
3.2.2.1 规格说明
去抖动:
3.2.2.2 引言
去除按键的抖动,通过判断按键值是否发生变化并输出唯一键值。
3.2.2.3 输入
行人或警察按键所产生的值。
3.2.2.4 加工
通过不定循环判断键值是否发生变化。
3.2.2.5 输出
经过判断,输出唯一的键值。
3.2.3 软件功能需求二
3.2.3.1 规格说明
块显:
3.2.3.2 引言
为了在数码管上显示不同的数字,确定在相应数码管上显示。
3.2.3.3 输入
所要显示的数字。
3.2.3.4 加工
从译码表中调出相应的数值编码
3.2.3.5 输出
在数码管上显示出相应的数字。
3.2.4 软件功能需求三
3.2.4.1 规格说明
读键值:
3.2.4.2 引言
判断按键的数值,根据不同的键值去完成不同的任务。
3.2.4.3 输入
按键的值。
3.2.4.4 加工
对输入的键值反取低八位。
3.2.4.5 输出
输出按键相对应的数值。
3.2.5 软件功能需求四
3.2.5.1 规格说明
红灯全亮:
3.2.5.2 引言
通过按键,使控制行人及车辆的指示灯变为红灯。车辆、行人均不能通行。
3.2.5.3 输入
特定的数值。
3.2.5.4 加工
对数值进行判断,并送入相应的端口。
3.2.5.5 输出
使相应的指示灯变为亮。
3.2.6 软件功能需求五
3.2.6.1 规格说明
车行:
3.2.6.2 引言
面对车辆的指示灯绿灯亮,而面对行人的指示灯红灯亮。
3.2.6.3 输入
特定的数值。
3.2.6.4 加工
对数值进行判断,并送入相应的端口。
3.2.6.5 输出
相应的灯变亮。
3.2.7 软件功能需求六
3.2.7.1 规格说明
人行:
3.2.7.2 引言
面对行人的指示灯为绿灯亮,同时面对车辆的指示灯为红灯亮。
3.2.7.3 输入
特定的数值。
3.2.7.4 加工
对数值进行判断,并送入相应的端口。
3.2.7.5 输出
相应的灯变亮。
3.2.8 软件功能需求七
3.2.8.1 规格说明
黄灯:
3.2.8.2 引言
面对车辆的指示灯为黄灯亮,车辆准备行驶或停止。
3.2.8.3 输入
特定的数值。
3.2.8.4 加工
对数值进行判断,并送入相应的端口。
3.2.8.5 输出
相应的灯亮。
3.2.9 软件功能需求八
3.2.9.1 规格说明
显示:
3.2.9.2 引言
在数码管上显示出相应的数字。
3.2.9.3 输入
相应的数值。
3.2.9.4 加工
把数值拆分为十位数和个位数。
3.2.9.5 输出
在数码管上显示出数字。
3.2.10 软件功能需求九
3.2.10.1 规格说明
判是否有人按键:
3.2.10.2 引言
通过判断变量值,以得到相应的结果。
3.2.10.3 输入
无。
3.2.10.4 加工
对相应的变量值进行读取。
3.2.10.5 输出
相应的结果。
3.2.11 软件功能需求十
3.2.11.1 规格说明
修改标志位和复原标志位:
3.2.11.2 引言
对不同的变量进行赋值,从而达到对标志位的判断。
3.2.11.3 输入
某个数值。
3.2.11.4 加工
对相应的变量进行赋值。
3.2.11.5 输出
无。
3.2.12 软件功能需求十一
3.2.12.1 规格说明
退出:
3.2.12.2 引言
通过终端查询,判断是否真正退出循环。
3.2.12.3 输入
键值。
3.2.12.4 加工
通过终端查询,判断是否退出循环。
3.2.12.5 输出
做出相应的处理。
3.2.13 软件功能需求十二
3.2.13.1 规格说明
车通行:
3.2.13.2 引言
面对车辆的指示灯一直为绿灯。
3.2.13.3 输入
键值。
3.2.13.4 加工
把键值送入相应的端口。
3.2.13.5 输出
相应的灯变亮。
3.2.14 软件功能需求十三
3.2.14.1 规格说明
1秒延时:
3.2.14.2 引言
通过多次的空循环,达到延时的目的。
3.2.14.3 输入
数值。
3.2.14.4 加工
进行多次的空循环。
3.2.14.5 输出
无。
3.2.15 软件功能需求十四
3.2.15.1 规格说明
黄灯亮:
3.2.15.2 引言
面对车辆的指示灯为黄灯亮。
3.2.15.3 输入
键值。
3.2.15.4 加工
把键值送入相应的端口。
3.2.15.5 输出
相应的灯变亮。
3.2.16 软件功能需求十五
3.2.16.1 规格说明
紧急控制:
3.2.16.2 引言
使行人和车辆都禁止通行,由交警进行交通指挥。
3.2.16.3 输入
键值。
3.2.16.4 加工
把键值送入相应的端口。
3.2.16.5 输出
相应的灯变亮。
3.3 性能需求
3.3.1 动态数值需求
a. 紧急按键的键值应随时接受处理,其他按键值在一定时间内接受处理。
b. 显示部分应随数值变化做出相应的反应。
c. 基准时间要提供准确。
3.3.2 精度需求
每一个按键的按键值应唯一。在车通行的79秒之内,行人按键无效。行人通行时,显示时间在5秒或小于5秒时,按键无效。
3.3.3 时间需求
按键后系统立即做出反应。
3.3.4 灵活性
车行时间从79秒至99秒之间可任意设置。
3.3.5 故障处理需求
a. 由于硬件故障存在不可预见性,应经常对其进行检查和修复。
b. 在软件设计上需要进行单元系统测试,尚无发现隐含错误。
c. 用户操作出现故障时,请参见用户使用说明书。
3.4 设计约束条件
3.4.1 技术约束
本项目的设计是在汉语程序设计语言的条件下进行的,技术设计采用软、硬件一体化的设计方法。
3.4.2 环境约束
本产品应用于交通领域,特别是在无过街天桥或地下通道的非十字路口。
3.4.3 标准约束
行人自控交通指示灯完全按照企业标准开发,包括硬件、软件和文档规格。
3.4.4 硬件限制
必须使用HD64180汉语编程单片机。
3.5 接口需求
3.5.1 用户接口
a. 数码管显示的时间要准确、转换要及时。
b. 功能键要能正确反应出要执行的操作,不能产生混乱。
3.5.2 硬件接口
两个RS232接口,其中一个与终端连结,另一个供外部使用。
3.5.3 软件接口
在DOS系统、WIN9X系统下安装汉语程序设计语言。
3.6 属性
3.6.1 可用性
汉语编程单片机在技术方面是比较成熟的,它的运行可信度很高,即它的可用性很大。
3.6.2 安全性
此装置可作为交通管理的辅助工具,它的规模比较小,安全性很好。
3.6.3 可维护性
本产品的硬件设计原理和组成硬件结构的元器件均为简单、直观意义上的设立,软件编程为汉语程序设计语言。因此,基于汉语编程单片机所构成的软硬件的简单可维护的特点,决定了该产品的简单可维护性。同时,对维护人员水平要求不高,便于维护。
3.6.4 可转移、可转换性
可转移的环境是DOS系统和WIN9X系统,可用向下兼容的高版本的汉语编程系统。
3.6.5 注释
本产品需要的属性十分重要,它可以使用户用规定的方法去客观地验证本产品的各种特性。
3.7 其他需求
当前的单片机系统很多,但与我们设计的行人自控交通指示灯有很大的区别。我们所设计的产品是一种全透明的用于交通管理的辅助设施。汉语编程单片机是它的核心模块,其控制程序由汉语程序设计语言编写。
3.7.1 数据结构
数据结构就是研究数据的逻辑结构和物理结构以及它们之间的相互关系,对于这种结构定义相适应的运算,设计出相应的算法,而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构、类型。
4 支持信息
4.1 支持软件
我们用汉语程序设计语言作为系统的支持软件。
4.2 设备
286至586的PC机。
4.3 控制
行人自控交通指示灯系统是以汉语程序设计语言的操作系统来控制软件运行。
4.4 接口
两个RS232接口。
4.5 文档
对于本产品的文档有:
《行人自控交通指示灯系统开题报告》
《行人自控交通指示灯系统开发计划》
《行人自控交通指示灯系统可行性研究报告》
《行人自控交通指示灯系统需求说明书》
《行人自控交通指示灯系统设计说明书》
《行人自控交通指示灯系统使用说明书》
4.6 需求注释
对于本产品,它的功能需求、性能需求、接口需求从稳定性、必要的等级上都是可以的。
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