【正文】 脈沖輸入端 T1: 外部計數(shù) 1 脈沖輸入端 WR: 寫外設(shè)控制信號輸出端 RD: 讀外設(shè)控制信號輸出端 單片機最小系統(tǒng) 要使單片機工作起來，最基本的電路構(gòu)成為圖 。 時鐘電路 單片機工作的時間基準，決定單片機工作速度。晶振AT89S52 單片機時鐘頻率范圍： 0 — 33MHz。 在焊接電路板時，晶振和電容應盡可能的靠近單片機芯片，以減少寄生電容，更好的 9 保證電路穩(wěn)定可靠的工作。 復位后 P0—P3 口均置 1，引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 圖 復位電路 除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運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，也需通過復位操作，重新啟動。 EA/Vpp: 尋址外部 ROM 控制端 /編程電源輸入端。 數(shù)碼管 數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管（ Light Emitting Diode）。 LED 數(shù)碼管屬于電流控制型器件，發(fā)光亮度與正向電流成正比，每個字段的工作電流約為 10mA 左右。按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 圖 共陽極 LED 數(shù)碼管 共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。電阻的作用是限制流過 LED 中的電流，以保證在發(fā)光時二極管不因電流過大而被燒毀。另一種驅(qū)動方法是采用專用芯片，例如 744 744 451 MAX7219（專用的帶驅(qū)動器的 LED 譯碼器）可以實現(xiàn)對 BCD 碼的譯碼，但不能對大于 9 的 BCD 碼進行譯碼。 LED 靜態(tài)驅(qū)動電路如 12 圖 所示。 圖 LED 靜態(tài)驅(qū)動電路 (2) 動態(tài)顯示驅(qū)動 圖 LED 動態(tài)驅(qū)動電路 在顯示位數(shù)較多時，為了簡化電路，降低成本，通常采用動態(tài)掃描顯示方式。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視 覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計時計數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。通過外部中斷 1 實現(xiàn)， 用于檢測相應信號。其將通用微處理器及 FLASH 存儲器結(jié)合，特別是可反復擦寫的 FLASH 存儲器可有效降低開發(fā)成本。 ISP 接口 ISP 就是在線編程，以往單片機下載程序都需要專門的燒寫器，并且需要把單片機從電路板上拔下來燒寫，燒好再插上，很麻煩。綠燈表示允許通行，黃燈表示禁 止通行，但已經(jīng)駛過安全線的車輛可以繼續(xù)通行，是綠燈過渡到紅燈提示燈。 早期的 PROTEL 主要作為印制板自動布線 工具使用 ，運行在 DOS 環(huán)境，對硬件的要求很低，在無硬盤 286 機的 1M 內(nèi)存下就能運行，但它的功能也較少，只有電路原理圖繪制與印制板設(shè)計功能，其印制板自動布線的布通 率也低，而現(xiàn)今的 PROTEL 已發(fā)展到 DXP 20xx，是個龐大的 EDA 軟件 ，完全安裝有 200 多 M，它工作在 WINDOWS95 環(huán)境下，是個完整的板級全方位電子設(shè)計系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、 模擬電路與數(shù)字電路 混合信號仿真、多層 印制電路板 設(shè)計（包含印制電路板自動布線）、 可編程邏輯器件 設(shè)計、圖表生成、 電子表格 生成、支持宏操作等功能，并具有 Client/Server（客戶 /服務器）體系結(jié)構(gòu)，同時 還兼容一些其它設(shè)計軟件的 文件格式 ，如 ORCAD， PSPICE， EXCEL 等，其多層印制線路板的自動布線可實現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率。 原理圖設(shè)計系統(tǒng)和印刷電路板的設(shè)計系統(tǒng)是 PROTEL DXP 的主要組成部分。在這一過程中，要充分利用 PROTEL 所提供的各種原理圖繪制工具、各種編輯功能，來實現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。 （ 4）規(guī)劃電路板，導入網(wǎng)絡表。出品 的 51 系列兼容 單片 機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言 的語法來開發(fā)，與 匯編 相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易 學易用 ,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期 ,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。 軟件主流程圖設(shè)計 圖 主流程圖 21 上圖所示為正常模式下的流程圖，其實現(xiàn)的主要功能是顯示十字路口倒計時顯示 ，當有按鍵按下的時候系統(tǒng)將進行自動掃描確定按鍵的值，然后進行判斷對應的狀態(tài)進行執(zhí)行，包括特種車輛的通行（緊急模式），和節(jié)能模式（夜間模式）。 計數(shù) 器初值設(shè)置 定時中斷是為滿足定時或計數(shù)的需要而設(shè)計的。 當定時器設(shè)置為定時方式時，定時器對系統(tǒng)時鐘計數(shù)。 不同工作方式下定時器的最大計數(shù)值如下： 方式 0 M=213=8192us 方式 1 M=216=65536us （經(jīng)常使用） 方式 2 M=28=256us （經(jīng)常使用） 方式 3 M=28=256us 本例中若定時 1s，顯然已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時時間，所以我們采用定時器和計數(shù)器相結(jié)合來實現(xiàn) 1s 的定時。軟件延時設(shè)計簡單、使用方便，但是無法進行精確計時，無法在實際應用中進行使用，所以本次設(shè)計采用了定時器 0 進行計時，每 100us 產(chǎn)生一個脈沖信號，可以準確的計時并方便 8 段數(shù)碼管進行顯示。于是， CPU 暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)而處理所發(fā)生的事件。 24 外部中斷是由外部原因引起的，共有兩個中斷源，即外部中斷 0 和外部中斷 1.他們的中斷請求信號分別由引腳 INT0 和 INT1 引入。電平方式是低電平有效。因此在這種中斷請求信號方式下，中斷請求信號的高電平和低電平狀態(tài)都應至少維持一個機器周期，以確保電平變化能被單片機采樣到。當 CPU 采樣到 INT0 端出現(xiàn)有效的中斷請求時，此位由硬件置 ，再由硬件自動清零。 （ 3） TF0 和 TF1 為計數(shù)溢出標志位。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具。針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀、交直流電壓表、交直流電流表、信號發(fā)生器等， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境！真正實現(xiàn)了在沒有目標原形時就可對系統(tǒng)進行調(diào)試，測試和驗證。所以在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中仿真過程是不可或缺的。 26 P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P11P12P 1 4P 1 3P 1 3P 1 4P 1 5P10P11P12P 1 5P10P21P27P26P24P25P20P23P22S1S2P 2 1P 2 7P 2 6P 2 4P 2 5P 2 0P 2 3P 2 2S3S4P21P27P26P24P25P20P23P22S1S2P 2 1P 2 7P 2 6P 2 4P 2 5P 2 0P 2 3P 2 2S3S4P 0 0P 0 2P 0 3P 0 1S1 S2S3S4X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2X11 2 M H zC11pFC230pFC31nFR11 0 k2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8S1S2D1L E D R E DD2L E D Y E L L O WD3L E D G RE E ND4L E D R E DD5L E D Y E L L O WD6L E D G RE E ND7L E D R E DD8L E D Y E L L O WD9L E D G RE E ND 1 0L E D R E DD 1 1L E D Y E L L O WD 1 2L E D G RE E NR 1 01 0 0R 1 11 0 0R 1 21 0 0R 1 31 0 0R 1 41 0 0R 1 51 0 0R 1 61 0 0R 1 71 0 0R 1 81 0 0R 1 91 0 0R 2 01 0 0R 2 11 0 0Q1P N PQ2P N PQ3P N PQ4P N P+ 5 v + 5 vR 2 21kR 2 31kR 2 41kR 2 51kR 2 60 .5 kR 2 70 .5 kR 2 2 20 .5 kR 2 80 .5 k 圖 仿真結(jié)果 27 第 6 章 軟硬件調(diào)試 由于經(jīng)驗不足，電路板設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些錯誤，導致設(shè)計不能正常實現(xiàn)要求，需要在生產(chǎn)電路板 的時候由廠家進行檢測略微 進行改動，經(jīng)過幾次調(diào)試終于出現(xiàn)了正確結(jié)果。 （ 4） 在用 Proteus 軟件 進行 電路仿真時不能正常仿真出來，后經(jīng)查閱資料和在同學的幫助下發(fā)現(xiàn)： Proteus 軟件 中的電路和實際中的電路有一定差距，有時一個電阻的缺失就可能出現(xiàn)不能進行高低電平的切換。 傳統(tǒng)交通燈的基本功能為：東西南北方向倒計時單元顯示時間 ,通行時間可以調(diào)節(jié)，使得行車繁忙 時間段與行車清淡時間段行車時間可調(diào)，改善了交通問題 。雖然在設(shè)計過程中出現(xiàn)了許多這樣那樣的問題，但正是由于這些問題的存在，我在檢查并修改的過程中，對所使 用的單片機的應用及其外圍電路有了更加深入的認識，知道了在使用單片機時所需注意的問題，例如，如果單片機有內(nèi)部存儲器，則應使其 EA 引腳接高電平。 29 參考文獻 [1] 周潤景 《基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真》 北京航空航天大學出版社 [2] 黃菊生 《單片機原理與接口技術(shù)》 國防工業(yè)出版 [3] 李維祥 .孫秀強 《 MCS51 單片機原理與應用》 天津大學出版社 [4] 余錫存 .曹國華 《單片機原理及接口技術(shù) [M]》西安電子科技大學出版社 [5] 胡斌《電子 線路學習方法》 電子工業(yè)出版社 [6] 張齊 .朱寧西 《單片機應用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》 電子工業(yè)出版社 [7] 胡斌 《電子線路與電子技術(shù)》 山東科學技術(shù)出版社 [8] 王靜 《 Altium Designer Winter 09 電路設(shè)計案例教程 》 中國水利水電出版社 [9] 郭天祥 《新概念 51 單片機 C 語言教程 ——入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略》 電子工業(yè)出版社 20xx [10] 唐清善《 Protel DXP 高級實例教程》中國 水利水電出版社 [11] 周潤景 .張麗娜 《 PROTEUS 入門教程》機械工業(yè)出版 [12] 張萌