【正文】 模塊 按鍵電路的設(shè)計(jì)就是在一端公共接地，另一端通過(guò)上拉電 阻接到 P1 口，當(dāng)有按鍵按下，相應(yīng)的口就會(huì)變成低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿各鍵功能單一，互不影響，操作起來(lái)十分的清晰與方便 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管的八個(gè)位控口接在 AT89S52 單片機(jī)的 P2 口線上，段控制線接在 P0口線上，由于數(shù)碼管的本身顯示亮度不夠，所以一般都會(huì)在其位控和段控口前加 3 上一定的驅(qū)動(dòng)電路，本次設(shè)計(jì)中采用 74HC573 作為驅(qū)動(dòng) .本次采用的數(shù)碼管為共陽(yáng)極 。 蜂鳴器模塊 蜂鳴器通過(guò) 9012 三極管與單片機(jī) 口線連接，當(dāng) 口線取低電平時(shí)，蜂鳴器鳴叫。 LED 模塊 LED 電路直接掛接在單片機(jī)的 P3 口上，采用共陽(yáng)接法。 P3 口線取低電平時(shí)LED 下載電路 下載口的 1 腳接 口， 2 腳懸空， 3 腳接單片機(jī)的復(fù)位口， 4 腳接 口 ,5 腳接 口， 6 腳接地， 10 腳接地。 設(shè)計(jì)課題電路原理圖、 PCB 圖、元器件布局圖各 1 份 電路原理圖 見(jiàn)附錄 A 電路 pcb 圖 見(jiàn)附錄 B 元器件布局圖 見(jiàn)附錄 C 電路 CDA 圖 件附錄 F 設(shè)計(jì)課題元器件清單 元器件清單 見(jiàn)附錄 D 4 3 設(shè)計(jì)課題軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題 使用單片機(jī)資源的情況 P0 口輸出數(shù)碼管段控信號(hào)， P2 口輸出數(shù)碼管位控信號(hào)， P1 口接按鍵， P3 口接流水燈；晶振 12MHz；按鍵 S0： ，復(fù)位顯示 P；按鍵 S1： ；按鍵 S2：；按鍵 S3： ；按鍵 S4： ，復(fù)位顯示 P。 40H 用于顯示緩沖區(qū)個(gè)位； 41H 用于顯示緩沖區(qū)十位； 堆棧棧底： 70H。 設(shè)計(jì)課題軟件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 鍵掃描子程序 鍵處理函數(shù)主要是將從 P1 口取值送往單片機(jī)進(jìn)行取反處理。鍵掃描函數(shù)主要是判斷是否真的有鍵按下，即度過(guò)前沿抖動(dòng)之 后再判斷是否有鍵按下，如果確實(shí)有鍵按下再判斷是否釋放，同樣也要度過(guò)后沿抖動(dòng)。最終將處理完的鍵值作為返回值返回 顯示子程序 顯示子程序主要是完成數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，將相應(yīng)的段控碼送 P0 口，位控碼送 P2 口，根據(jù)查表顯示需要的字符信息。 延時(shí)子程序 根據(jù)程序的設(shè)計(jì)要求，需要 1ms， 500ms， 1s 的延時(shí)，由于時(shí)間比較短，故采用軟件方式延時(shí)。 外部中斷程序 本課題是用外部中斷函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急車道通車。外部中斷函數(shù)里面用到的延時(shí) 1s 和正常通車時(shí)用到的延時(shí) 1s 不是同一個(gè)延時(shí)函 數(shù)，因?yàn)榘存I掃描是加在正常通車時(shí)的延時(shí) 1s 中，這樣是為了防止其他按鍵影響中斷服務(wù)的進(jìn)行。 主程序 本課題的主程序中，包含上電顯示 ，當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，一直顯示 P.。當(dāng) S1 按下時(shí)，甲車道通車；當(dāng) S2 按下時(shí)，乙車道通車；當(dāng) S4 按下時(shí)顯示 P.；當(dāng) S3 按下時(shí)，顯示緊急車道通車。 5 設(shè)計(jì)課題軟件系統(tǒng)程序流程框圖 根據(jù)軟件系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)程序流程框圖 主程序流程框圖 圖 2 主程序流程框圖 顯示子程序流程框圖 圖 3 顯示子程序流程框圖 6 鍵掃描子程序流程框圖 開(kāi) 始有 鍵 按 下 ？調(diào) D I R 去 抖 動(dòng)調(diào) D I R 去 抖 動(dòng)鍵 確 實(shí) 按 下 ？計(jì) 算 保 存 鍵 值按 鍵 釋 放 ？ 調(diào) D I R 延 時(shí)恢 復(fù) 鍵 值返 回是是是否否否 圖 4 鍵掃描子程序流程框圖 鍵功能子程序流程框圖 開(kāi) 始調(diào) 鍵 掃 描 子 程 序鍵 值 送 A鍵 值 為 0 1 H ？鍵 值 為 0 2 H ？鍵 值 為 0 4 H ？甲 車 道 通 車乙 車 道 通 車顯 示 P .結(jié) 束否否否是是是 圖 5 鍵功能子程序流程框圖 7 中斷子程序流程框圖 開(kāi) 始講 斷 電 內(nèi) 容 入 棧兩 紅 燈 亮 ， 蜂鳴 器 叫倒 計(jì) 時(shí) 10S恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)結(jié) 束 圖 6 中斷子程序流程框圖 設(shè)計(jì)課題軟件系統(tǒng)程序清單 程序清單見(jiàn)附錄 E 8 4 使用說(shuō)明，仿真結(jié)果及誤差分析 設(shè)計(jì)使用說(shuō)明 本次設(shè)計(jì)的十字路口交通燈能夠運(yùn)用在大多情況下， S1 鍵控制甲車道通車，S2 鍵控制乙車道通車， S3 鍵控制緊急情況通車， S4 鍵顯示 P.。 程序仿真結(jié)果 上電顯示 。 圖 7 上電顯示仿真圖 按下 S1 后，甲車道通車，甲車道綠燈亮 60S，乙車道紅燈亮 60S。 圖 8 甲車道通車仿真圖 甲車道通車 60S 內(nèi)，最后 3 秒黃燈閃爍。 圖 9 甲車道黃燈閃爍仿真圖 9 按下 S2 后，乙車道通車 30S，乙車道綠燈亮 30S，甲車道紅燈亮 30S。 圖 10 乙車道通車仿真 乙車道通車 30S 內(nèi)，最后 3 秒乙車道黃燈閃爍，甲車道紅燈亮。 圖 11 乙車道黃燈閃爍仿真 按下 S4 后，顯示 P.， LED 燈全部熄滅。 圖 12 顯示 按下 S3 后，緊急情況通車，甲乙兩車道紅燈亮 10S。 圖 13 緊急情況仿真 10 誤差分析 交通燈在緊急情況下入棧后經(jīng)過(guò)中斷程序后出棧的值會(huì)有所出入。 該誤差可能 的產(chǎn)生原因是：（ 1）首先是采用的計(jì)時(shí)方案是軟件計(jì)時(shí)的，計(jì)時(shí)又是利用中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。而你開(kāi)啟定時(shí)器和開(kāi)啟 LED 燈順序上是有先后的，這個(gè)過(guò)程需時(shí)間的，所以就產(chǎn)生了一定的誤差，當(dāng)然這個(gè)誤差是避免不了的； （ 2） 設(shè)計(jì)用到 12MHz 的晶振，計(jì)算是滿 20 次為一秒鐘，但實(shí)際會(huì)慢很多； （ 3） 受到外部因素的影響，如溫度等 設(shè)計(jì)體會(huì) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步地掌握了單片機(jī)的接口技術(shù)以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。在編寫(xiě)程序之前，我首先好好的看了一下要用到的書(shū)上的內(nèi)容，然后理清思路，畫(huà)出大概的流程圖以后才開(kāi)始動(dòng)手編寫(xiě)程序。 第一次寫(xiě)這樣長(zhǎng)的 程序，剛開(kāi)始時(shí)非常害怕的，但在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)分模塊的編寫(xiě)，將一個(gè)大的程序分成幾個(gè)小程序編寫(xiě)果然簡(jiǎn)單了許多。 我認(rèn)為本次課題的難點(diǎn)在與堆棧的使用，剛開(kāi)始因?yàn)閷?duì)斷點(diǎn)保護(hù)的不熟悉，反復(fù)幾次通過(guò) Proteus 和 Keil 的驗(yàn)證才找出問(wèn)題并解決，讓我對(duì)著兩個(gè)軟件的功能有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 11 結(jié)束語(yǔ) 將本設(shè)計(jì)的程序下載到單片機(jī)中，通過(guò)測(cè)試，基本上完成了任務(wù)書(shū)的基本要求，并且在不外加干擾的情況下可以實(shí)現(xiàn)智能控制十字路口的車輛交通情況。但是因?yàn)槎〞r(shí)是用的延時(shí)編寫(xiě)的程序，所以定時(shí)的精度有 待進(jìn)一步提高 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，畫(huà)電路圖制 PCB 板、打孔、溶銅、焊接等，真的經(jīng)歷了許多困難，卻積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)異常，不過(guò)這些都是經(jīng)常性錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)調(diào)試修改都一一解決，程序順利完成，并實(shí)現(xiàn)了其功能。 由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強(qiáng)大，而且可以隨時(shí)的更新系統(tǒng)，進(jìn)行不同狀態(tài)的組合。但是在我們?cè)O(shè)計(jì)和調(diào)試的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。 當(dāng)然，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了自身的 很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)不斷的完善自我。 12 致謝 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我懂得了單片機(jī)學(xué)習(xí)的重要性，更是了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。另外，要非常感謝我的指導(dǎo)老師王韌老師，是她細(xì)心的給我講解了許多關(guān)于 AT89S5獨(dú)立式鍵盤(pán)、數(shù)碼管顯示相關(guān)的知識(shí)，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的難題都給了非常重要的意見(jiàn)，是她指引我克服一個(gè)由一個(gè)的困難，讓我學(xué)會(huì)對(duì)困難無(wú)所畏懼，以及對(duì)問(wèn)題的一些很重要的思考方法 。同時(shí)，在我的實(shí)際作品的制作過(guò)程之中 ,得到的學(xué)校許多的同學(xué)的熱情的指導(dǎo)和詳細(xì)的說(shuō)明。此外，在實(shí)際程序的編寫(xiě)的過(guò)程之中得到了別人的認(rèn)可，在遇到許多的不解困難的時(shí)候，自己班里的電子制作的愛(ài)好者也給我提供的最詳細(xì)的解答，沒(méi)有以上的每一個(gè)人的幫助，我的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)很難順利的完成，在此，我對(duì)于在我的設(shè)計(jì)和制作的過(guò)程中給予我?guī)椭拿恳粋€(gè)人一并表示感謝。 13 參考文獻(xiàn) [1]馬忠梅 .單片機(jī) C 程序設(shè)計(jì) [M],北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 Ma Zhongmei. microcontroller C programming [M], Beijing: Beijing Aerospace University Press, 2020 [2]李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) [M],北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 Li Guangdi. microcontroller based on [M], Beijing: Beijing Aerospace University Press, 2020 [3] 曹巧媛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， . Cao Theory and Applications [M], Beijing: Electronic Industry Press, . [4] 張洪潤(rùn) .蘭清華，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程 [M]，北京：清華大學(xué)出版社， . Zhang Hongrun ,Lan Qinghua, MCU application technology tutorial [M], Beijing: Tsinghua University Press, . 14 附錄 A 電路原理圖 圖 14 電路原理圖 15 附錄 B 電路 PCB 圖 圖 15頂層 PCB圖 圖 16底層 PCB圖 16 附錄 C 元器件布局圖 圖 17元器件布局圖 17 附錄 D 材料清單 表 1 元器件清單 名稱 數(shù)量 參 數(shù) 單片機(jī) 1 個(gè) AT89S52 共陽(yáng)數(shù)碼管 2 個(gè) 4 位一體 晶振 1 個(gè) 12MHz 發(fā)光二極管 9 個(gè) 芯片插座 1 個(gè) 20DIP 芯片插座 1 個(gè) 40DIP 蜂鳴器 1 個(gè) 按鍵 10 個(gè) 排阻 4 個(gè) 10K 下載口座子 1 個(gè) 十芯 六腳按鍵開(kāi)關(guān) 1 個(gè) USB 電源線加接口 1 個(gè) 電阻 1 個(gè) 200Ω 電阻 3 個(gè) 1K 電阻 8 個(gè) 470Ω 電解電容 2 個(gè) 22μ f 瓷片電容 2 個(gè) 33p 短路帽 3 個(gè) PCB 板子 1 塊 電源白色插座 1 個(gè) 杜邦線 2 個(gè) 銅柱 （帶螺母） 4 個(gè) 集成芯片 1 個(gè) 74HC573 排阻 1 個(gè) 470 三極管 1 個(gè) 9012 18 附錄 E 程序清單 /*項(xiàng)目名稱 :交通燈 */ /*設(shè) 計(jì) 者 :宋強(qiáng) */ /*時(shí) 間 :2020 年 12 月 21 日 */ /*項(xiàng)目功能 :設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的十字路口交通燈。