【正文】 聯(lián)諧振回路?！?2MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。STC89C52的管腳如圖11所示圖11 STC89C52管腳圖外部方式的時鐘電路如圖12(b)所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2,供單片機(jī)使用[3]。(1) 內(nèi)部時鐘方式 (2) 外部時鐘方式圖12 時鐘電路復(fù)位及復(fù)位電路：：復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。除pC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表11所示。：RST引腳是復(fù)位信號的輸入端。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩周期（即二個機(jī)器周期）以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號（RST）送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。這佯，只要電源Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。表11 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0P3FFHSCON00HIP000000BSBUF不定IE0000000BPCON00000BTMOD00H按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的[4]。本設(shè)計選用了市面上較為常見的STC89C52單片機(jī)，是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適用于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案[5]。 74HC573芯片74HC573為八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器,是高性能硅門CMOS器件。SL74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL輸出兼容。 當(dāng)鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。 74HC573的管腳如圖12所示圖12 74HC573管腳圖 紅外對管紅外對管是紅外線發(fā)射管與光敏接收管，或者紅外線接收管，或者紅外線接收頭配合在一起使用時候的總稱。光敏接收管是一個具有光敏特征的PN結(jié)，屬于光敏二極管，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流（暗電流）。此時光敏管不導(dǎo)通。當(dāng)光照時,飽和反向漏電流馬上增加，形成光電流,在一定的范圍內(nèi)它隨入射光強(qiáng)度的變化而增大。紅外線接收管功能與光敏接收管相似只是不受可見光的干擾，屬于光敏二極管，只對紅外線有反應(yīng)。1．紅外發(fā)光管的檢測方法與正確使用管子的極性不能搞錯，通常較長的引腳為正極，另一腳為負(fù)極。如果從引腳長度上無法辨識（比如已剪短引腳的），可以通過測量其正反向電阻確定之。測得正向電阻較小時，黑表筆所接的引腳即為正極。通過測量紅外發(fā)光二極管的正反向電阻，還可以在很大程度上推測其性能的優(yōu)劣。以500 型萬用表Rlk檔為例，如果測得正向電阻值大于20kΩ ，就存在老化的嫌疑；如果接近于零，則應(yīng)報廢。如果反向電阻只有數(shù)千歐姆，甚至接近于零，則二極管必壞無疑；它的反向電阻愈大，表明其漏電流愈小，質(zhì)量愈佳。2．紅外線對管的判斷方法1 )、用三用表測址識別可用500 型或其他型號指針式三用表的Rlk電阻擋，測量紅外對管的極間電阻，以判別紅外對管。判據(jù)一：在紅外對管的端部不受光線照射的條件下調(diào)換表筆測量，發(fā)射管的正向電阻小，反向電阻大，且黑表筆接正極（長引腳）時，電阻小的(lk20k)是發(fā)射管。正反向電阻都很大的是接收管。判據(jù)二：黑表筆接負(fù)極（短引腳）時電阻大的是發(fā)射管，電阻小并且萬用表指針隨著光線強(qiáng)弱變化時，指針擺動的是接收管。注：(1)黑表筆接正極，紅表筆接負(fù)極時測景正向電阻。(2)電阻大是指萬用表指針基本不動。2)、通電試驗(yàn)方法判別用一只發(fā)光二極管和一只電阻與被測的對管串聯(lián)，電阻起限流作用，阻值取220Ω510Ω。LED 發(fā)光二極管用來顯示被測紅外管的工作狀態(tài)。用遙控器（電視機(jī)遙控器等）對著被測管按下遙控器的任意鍵，LED 亮?xí)r，被測管是紅外接收管。不亮則是紅外發(fā)射管。測量紅外發(fā)光二極管在發(fā)射器電路上的工作電壓和工作電流，可以簡便地判定其工作狀態(tài)如何。測量管子兩端的工作電壓時，靜態(tài)下（即沒有按鍵按下時）通常為零，而動態(tài)下（即按下某一按鍵時）將跳變?yōu)橐粋€較小的電壓值，因遙控系統(tǒng)的編碼方式、驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)以及工作電源電壓的不同，～，而且表針還應(yīng)微微顫抖。當(dāng)使用數(shù)字式萬用表測量時，其測量值將普遍高于指針式萬用表測得的數(shù)值，～。如果出現(xiàn)靜態(tài)時表針顫抖，而動態(tài)時不抖、靜態(tài)下和動態(tài)下都顫抖、靜態(tài)下和動態(tài)下均不顫抖，以及動態(tài)電壓下靜態(tài)電壓無明顯差別等現(xiàn)象，可判定紅外發(fā)光二極管工作異常，倘若驅(qū)動放大電路正常，則多為紅外發(fā)光二極管損壞。紅外發(fā)光二極管應(yīng)保持清潔、完好狀態(tài)，尤其是其前端的球面形發(fā)射部分既不能存在臟垢之類的污染物，更不能受到摩擦損傷，否則，從管芯發(fā)出的紅外光將產(chǎn)生反射及散射現(xiàn)象，直接影響到紅外光的傳播，輕者可能降低接收的靈敏度，縮減接收距離，重者可能產(chǎn)生失靈，甚至遙控失效。紅外發(fā)光二極管在工作過程中其各項(xiàng)參數(shù)均不得超過極限值，因此在代換選型時應(yīng)當(dāng)注意原裝管子的型號和參數(shù)，不可隨意更換。另外，也不可任意變更紅外發(fā)光二極管的限流電阻。由于紅外光波長的范圍相當(dāng)寬，故紅外發(fā)光二極管必須與紅外接收二極管配對使用，否則將降低接收的靈敏度，縮減接收距離。因此在代換選型時，要務(wù)必關(guān)注其所輻射紅外光信號的波長參數(shù)。紅外發(fā)光二極管封裝材料的硬度較低，它的耐高溫性能更差，為避免損壞，焊點(diǎn)應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離引腳的根部，焊接溫度也不能太高，焊接時間更不宜過長，最好用金屬鑷子夾住引腳的根部，以幫助散熱。引腳彎折開關(guān)的定型應(yīng)當(dāng)在焊接之前完成，焊接期間管體與引腳均不得受力。將紅外線發(fā)射管紅外線接收管分別置于道路兩側(cè)，調(diào)整位置，使得當(dāng)?shù)缆窡o車輛通過時，紅外線接收管能穩(wěn)定接收到紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線。當(dāng)?shù)缆飞蠜]有車輛通過時，紅外線接收管保持導(dǎo)通狀態(tài)，輸出高電平；當(dāng)?shù)缆飞嫌熊囕v通過時，車輛阻擋紅外線接收管，紅外線接收管截止，輸出低電平。系統(tǒng)可以根據(jù)低電平的脈沖數(shù)來計數(shù)，并將每分鐘收到的脈沖數(shù)通過數(shù)碼管顯示出來，即路口的車流量。由于本設(shè)計要求系統(tǒng)24小時工作，為了排除白天的陽光及晚上燈光的干擾，更加精確的統(tǒng)計十字路口的車流量，本設(shè)計采用抗干擾能力更強(qiáng)的紅外線發(fā)射管及紅外線接收管組成紅外對管傳感器。 七段LED數(shù)碼管LED（Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理[6]。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。圖13 數(shù)碼管引腳圖LED顯示屏作為大型顯示設(shè)備的一種，具有亮度高、價格低、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。L印數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)簡單，分為七段和八段兩種形式，也有共陽和共陰之分。以八段共陰管為例，它有8個發(fā)光二極管（比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示SP，即點(diǎn)），每個發(fā)光二極管的陰極連在一起。這樣，一個LED數(shù)碼管就有1根位選線和8 根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，本文主要討論共陰七段LED數(shù)碼顯示管，其他類形的顯示管與其類似。LED燈的顯示原理：通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同的字形 課題意義及總體設(shè)計使用單片機(jī)作為本設(shè)計的控制方案主要是考慮到其低廉的成本和易學(xué)易用的特性，相較于類似ARM這類性能更為強(qiáng)大的控制方案，單片機(jī)的性能并非其優(yōu)勢所在。但是如何充分利用單片機(jī)已有的功能進(jìn)行最大化的開發(fā)才是本設(shè)計的重點(diǎn)。 課題的主要內(nèi)容課題的主要內(nèi)容包括如下幾個方面：(1).設(shè)計交通燈狀態(tài)的管理方案，交通燈系統(tǒng)共有五個狀態(tài)：S1：南北方向車輛通行，東西方向及所有左轉(zhuǎn)方向禁行，東西方向人行道通行，南北方向人行道禁行；S2：東西方向車輛通行，南北方向及所有左轉(zhuǎn)方向禁行，南北方向人行道通行，東西方向人行道禁行；S3：南左轉(zhuǎn)西、北左轉(zhuǎn)東方向車輛通行，南北方向、東西方向、西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南方向車輛禁行，南北方向、東西方向人行道禁行；S4：西左轉(zhuǎn)北、東左轉(zhuǎn)南方向車輛通行，南北方向、東西方向、南左轉(zhuǎn)西、北左轉(zhuǎn)東方向車輛禁行，南北方向、東西方向人行道禁行；S5：全紅燈，緊急事件狀態(tài)。(2).設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)和周邊電路系統(tǒng)；周邊電路主要有交通燈演示電路系統(tǒng)、車流量檢測電路系統(tǒng)、雙電源供電電路系統(tǒng)和中斷電路系統(tǒng)(3).設(shè)計交通燈系統(tǒng)不間斷供電系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；(4).設(shè)計整個系統(tǒng)的電路分布和接線；(5).使用C語言編寫整個系統(tǒng)運(yùn)行所需要的程序，重點(diǎn)是分時管理系統(tǒng)和緊急中斷系統(tǒng)的程序。 系統(tǒng)主要工作過程(a).系統(tǒng)上電后，顯示交通燈基本狀態(tài)，按中斷按鍵，中斷正常，直接進(jìn)入S5 狀態(tài)，按復(fù)位按鍵，整個系統(tǒng)復(fù)位成功。(b).按高低峰切換按鍵，系統(tǒng)即時切換到高峰時段方案，再按下高低峰切換按鍵，系統(tǒng)即時切換到低峰時段方案，最后按下高低峰按鍵，系統(tǒng)重新進(jìn)入預(yù)定流程。(c). 按下流量檢測按鍵時，數(shù)碼管顯示道路每分鐘通過路口的車流量。(d).在未進(jìn)行任何的中斷和復(fù)位操作時，交通燈按照預(yù)定流程進(jìn)行，在高低峰兩個設(shè)定時段內(nèi)變化?？偟膩碚f，本設(shè)計的意