【正文】 D)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345(MOSI)6(MISO)7(SCK)8(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40AT89S51LED1LED2LED3LED4LED5LED6D0D1D2D3D4D6D5D6D710KR110KR210KR310KR410KR510KR610KR710KR8Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7ABCLKMRVCCDATA/XPRDWR 圖 倒計(jì)時(shí)以及交通信號燈顯示圖 電源設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電源是單片機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為系統(tǒng)提供多路電壓源，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和抗干擾性能。 Keil uVision2 軟件的仿真調(diào)試 Keil 的介紹 Keil 181。 24 Keil uVision2 軟件的操作 以下假定在“ D： \JTXHD”目錄下 建立一個工程項(xiàng)目選擇芯片確定選項(xiàng) （ 1）在 工程菜單下選新建工程一項(xiàng) （ 2）鍵入工程文件名 JTXHD 然后保存 （ 3） CPU 選擇 SST 公司的 89E564RD，按確定鍵 （ 4）接著設(shè)置晶振頻率及生成 HEX 文件等操作： 工程目標(biāo) Target1 屬性在目標(biāo) Target1 屬性選項(xiàng)中，可以更改 CPU 晶振頻率在輸出選項(xiàng)中，選擇生成 HEX。 檢查并修改源文件中的錯誤。 點(diǎn)擊“開始 /停止調(diào)試”進(jìn)入軟件模擬的仿真窗口。 25 硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。 在硬件電路的基礎(chǔ)上，軟件設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，運(yùn)用匯編語言來實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、按鍵控制、倒計(jì)時(shí)顯示、交 通信號燈指示標(biāo)志顯示和人通行指示標(biāo)志顯示等。 主程序是軟件設(shè)計(jì)的總體框架，因此主程序流程圖的設(shè)計(jì)決定了程序編寫的好壞，主程序的功能主要是由單片機(jī)讀取程序，讀取的程序體現(xiàn)在模擬交通信號燈的倒計(jì)時(shí)顯示，紅、黃、綠的控制和 16*16 點(diǎn)陣顯示器對行人通行與禁止通行標(biāo)志的顯示上。該程序在模擬交通信號燈中起著非常重要的作用，沒有顯示程序，交通信號燈就如同失去了大腦，起不到指揮交通的作用。它是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的外圍電路，本設(shè)計(jì)的定時(shí)電路有： 27 定時(shí)器 T0 用于 時(shí)間計(jì)時(shí)。 圖 T0中斷服務(wù)程序流程圖 圖 T1中斷服務(wù)程序流程圖 28 倒計(jì)時(shí)電路流程圖設(shè)計(jì) 倒計(jì)時(shí)部分利用 AT89S51 的串行口實(shí)現(xiàn)。 圖 倒計(jì)時(shí)服務(wù)程序流程圖 PUSH 03H 把欲顯示的時(shí)間值R3 中的數(shù)變 BCD 碼 POP 03H BCD 碼屏蔽高 4 位 查表送串行口 TI為 1？ TI清零 BCD 碼屏蔽低 4 位 查表送串行口 返回 Y N 29 中斷響應(yīng) 保護(hù)現(xiàn)場 返回 執(zhí)行指令 延時(shí) 5 秒 K0、 K K 按鍵操作 待 8 位數(shù)據(jù)輸完后，硬件將 SCON 寄存器的 TI 位置 1， TI 必須由軟件清零，其工作流程圖如圖 。其工作原理主要是利用了 8255 進(jìn)行外部擴(kuò)展，所以要進(jìn)行地址編址。 圖 圖形顯示子程序流程圖 圖 DEL1字型顯示 流程圖 信號燈的控制由單片機(jī)的 ~ 控制， 6只信號燈以共陰極方式連接，當(dāng)P1口輸出為高電平時(shí)，信號燈點(diǎn)亮，為實(shí)現(xiàn)上述控制要求， P1口共輸出四種控制碼 ,東西向、南北向的紅燈、綠燈、黃燈利用 AT89S51 的 I/O口 、 、 、 、 、 實(shí)現(xiàn)， P1 口共輸出四種控制碼，如表 所示。在這種方式下，數(shù)據(jù)為 8 位，只能從 RXD 端輸入輸出， TXD 端總是輸出移位同步時(shí)鐘信號 ，其波特率固定為晶振頻率的 1/12。其工作原理主要是利用了 8255 進(jìn)行外部獷展，所以要進(jìn)行地址編址。待 8位數(shù)據(jù)輸完后，硬件將 SCON 寄存器的 TI位置 1， TI 必須由軟件清零。 表 交通燈信號按鍵控制碼 按鍵 空 空 B 道綠燈 B 道黃 燈 B 道紅燈 A道綠燈 A道黃 燈 A道紅燈 控制碼 空 狀態(tài)說明 K0 0 0 0 0 1 0 0 1 09H A道禁止、 B道禁止 K1 0 0 0 0 1 1 0 0 0H A道通行、 B道禁止 K2 0 0 1 0 0 0 0 1 21H A道禁止、 B道放行 倒計(jì)時(shí)部分利用 AT89S51 的串行口實(shí)現(xiàn)。其工作時(shí) 是縱向送字型碼，橫向從上往下進(jìn)行動態(tài)掃描，顯示完一個圖案所用的字型碼為 32 個字節(jié)。在本設(shè)計(jì)中，按鍵電路是通過按鍵對定時(shí)器中斷控制的設(shè)計(jì)進(jìn)行的，操作簡單，方便，其流程圖如圖 。在這種方式下，數(shù)據(jù)為 8 位，只能從 RXD 端輸入輸出， TXD 端總是輸出移位同步時(shí)鐘信號，其波特率固定為晶振頻率的 1/12。 定時(shí)器 T1 用于 1S 時(shí)間計(jì)時(shí)。緊急中斷程序軟件設(shè)計(jì)的外加部件，實(shí)現(xiàn)的是通過人對按鍵的控制，可以及時(shí)處理發(fā)生的交通事故，能有效緩解交通，使交通更便利，更通暢。 主程序流程圖如圖。在編寫軟件時(shí)，可以按各個程序的功能將軟件細(xì)分為各個功能模塊，再通過主程序的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)整個軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序流程 軟件是硬件的靈魂，只有正確的軟件編程才能充分挖掘硬件的性能。由此可以在源文件中修改后存盤，然后重新編譯（ Build）觀察錯誤提示信息，直到?jīng)]有錯誤。 用項(xiàng)目管理器生成各種應(yīng)用文件點(diǎn)擊 Target1 之前的 “ +”號，出現(xiàn) Source Group1 點(diǎn)擊它，按鼠標(biāo)右鍵會彈出下拉菜單，出現(xiàn)一個編譯文件窗口，選擇增加文件到組 Source Group1，向項(xiàng)目中添加 源文件在 Source Group1 前會出現(xiàn)一個“ +”號，點(diǎn)擊之后彈出 文件名，點(diǎn)擊該文件 名主窗體中會出現(xiàn)該文件的編輯窗口。Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境的主要 功能有以下幾點(diǎn)： 181。電源電路如圖 所示，通 過變壓器把 220V 交流電轉(zhuǎn)換為 9V交流電，然后再通過整流橋得到 9V直流電， 22 再經(jīng)過濾波電容后輸入到三端穩(wěn)壓器 LM7805，就可以從 LM7805 的輸出端得到穩(wěn)定的 +5V 直流電。 倒計(jì)時(shí)顯示用于顯示倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元里的數(shù)據(jù)。在行掃描列控制顯示時(shí)，把顯示數(shù)據(jù)從存儲器中取出傳送到每一行對應(yīng)的列驅(qū)動器上，這就存在一個列數(shù)據(jù)傳輸方式的問題。靜態(tài)顯示每一個像素需要一套驅(qū)動電路，如果顯示屏為 n m 個像素屏，則需要 n m 套驅(qū)動電路；動態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是 P路復(fù)用的話，則每 P個像素需要一套驅(qū)動電路， n m 個像素僅需 n m/P 套驅(qū)動電路。 以單片機(jī)為核心的動態(tài)掃描電路設(shè)計(jì) 圖 所示以單片機(jī)為核心的動態(tài)掃描電路是由單片機(jī)、顯示控制電路、顯示驅(qū)動電路組成。其工作原理主要是利用了 8255 進(jìn)行外部擴(kuò)展，所以要進(jìn)行地址編址。新的打散算法則突破了之一概念，掃描次數(shù)是動態(tài)的，大于 120次 /秒。 LED 顯示 屏在采用脈沖恒流方式驅(qū)動時(shí)，充分利用了人眼的視覺惰性和運(yùn)動感覺。在圖 中，表示用 三極管進(jìn)行恒流驅(qū)動的原理圖，可以看出， LED 的導(dǎo)通電流，與 LED 無關(guān)，取決于外參數(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖 。一共有 3 個鍵，都為接觸式按鍵。 按鍵手動復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 VCC 接通而實(shí)現(xiàn)的 。在本次設(shè)計(jì)中電容 均 取 22pF，石英晶體的振蕩頻率 選 12MHz。 為了簡化電路、降低成本、提高可靠性， 本設(shè)計(jì)采用 AT89S51 作為主控制器， 外加一些控制電路來實(shí)現(xiàn) 時(shí) 鐘的基本功能。 14 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方面很多，除了實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)基本功能以外，還要考慮如下幾個因素：①系統(tǒng)穩(wěn)定度；②器件的通用性或易選購性；③軟件 編程的易實(shí)現(xiàn)性；④系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)。 C to 70176。這時(shí) A口或 B口的 8位外設(shè)線用作輸入或輸出，C口的 4 條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。適用于三個端口中的任何一個。 8255 可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 : 8255 有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是 C 口按位置位／復(fù)位控制字。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，即控制口。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng) P3口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地 址的第八位。 1．主要特性： ? 8031 CPU 與 MCS51 兼容 ? 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循 環(huán) ) ? 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz ? 三級程序存儲器保密鎖定 ? 128*8 位內(nèi)部 RAM ? 32 條可編程 I/O 線 ? 兩個 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 6 個中斷源 ? 可編程串行通道 ? 低功耗的閑置和掉電模式 ? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2．管腳說明： VCC：供電電壓。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16位可編程定時(shí) 計(jì)數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 交通信號燈中，要求信號燈的穿透性要好，可控性強(qiáng)，能耗低，使用壽命長，因此，我們可以選擇 LED（發(fā)光二極管），七段數(shù)碼管和 16*16 點(diǎn)陣式 LED（ 16*16點(diǎn)陣式 LED 是由四塊 8*8 點(diǎn)陣式 LED 組成）構(gòu)成系統(tǒng)中的顯示電路。 系統(tǒng)方框圖見圖 。 對于研究單片機(jī)十字路口交通信號燈及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 怎樣讓交通信號燈更好的為我們服務(wù)？怎樣讓交通信號燈更符合實(shí)際應(yīng)用的需求？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型交通信號燈，不斷 設(shè)計(jì)出適合實(shí)際應(yīng)用的多功能交通信號燈。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)交通燈定時(shí)控制，其示意圖如圖 。1999 年我國部分城市開始試用 LED 光源的道路交通信號燈，目前，國內(nèi)許多大、中城市已大規(guī)模應(yīng)用 LED 光源的道路交通信號燈。而高亮度、低能耗 LED 在信號燈上的應(yīng)用，給信號燈產(chǎn)品帶來革命性的變化。 交通信號燈的種類有 :機(jī)動車道信號燈 ： 人行橫道信號燈 、 非機(jī)動車道信號燈 、 方向指示信號燈 、 移動式交通信號燈 、 太陽能閃光警告信號燈 、 收費(fèi)站天棚信號燈 。 LED 信號燈的光強(qiáng)指標(biāo)、電學(xué)指標(biāo)和電磁兼容要求將逐步提高， LED 信號燈的光學(xué)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)將進(jìn)一步優(yōu)化，并成為信號燈設(shè)計(jì)的主流。 （ 5）部分企業(yè)使用低檔的 LED，使得信號燈的品質(zhì)下降。 國家標(biāo) 準(zhǔn) GB14887－ 2021《道路交通信號燈》實(shí)施以來，在產(chǎn)品的應(yīng)用和測試中發(fā)現(xiàn)， LED信號燈存在如下問題： （ 1）大多數(shù) LED 生產(chǎn)企業(yè)缺乏降低或消除幻像信號的技術(shù)手段。一般信號燈用白熾燈泡的平均壽命是 1 000h，低壓鹵鎢燈泡的平均壽命是 2 000h，由此而產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用很高。 LED 光源的信號燈單個發(fā)光單元的視在功率一般在 12VA~25VA 之間，白熾燈泡光源的信號燈單個發(fā)光單元的功率一般在 80W~100W 之間，低壓鹵鎢燈泡光源的