【正文】 串行口工作在方式 0 時，可通過外接移位寄存器實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。 圖 按鍵控制服務程序流程圖 圖形顯示電路和字形顯示電路流程圖設計 圖案顯示部分利用 AT98S51的 4片 8*8點陣式 LED 組成一片 16*16點陣式 LED實現(xiàn)。定時溢出中斷周期為 25ms，累計中斷 40 次時，對倒計時計數(shù)單元進行減 1 操作，然后調(diào)用 倒計時顯示程序把倒計時計數(shù)單元里的數(shù)據(jù)送到七段數(shù)碼管上顯示出來，其工作流程圖如圖 、 。顯示子程序是總體框架中的子部件，對主程序中倒計時，定時與紅、黃、綠交通信號燈顯示時間的細化。因此，軟件是系統(tǒng)的靈魂。 編譯連接通過后，進行軟件模擬仿真。Vision2 for Windows：是一個集成開發(fā)環(huán)境，它將項目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個功能強大的環(huán)境中； C51 國際際準化 C交叉編譯器：從 C 源代碼產(chǎn)生可重定位的目標模塊； A51 宏匯編器：從 80C51 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標模塊； BL51 鏈接器 /定位器：組合由 C51 和 A51 產(chǎn)生的可重定位的目標模塊，生成絕對目標模塊； LIB51 庫管理器：從目標模塊生成連接器可以使用的庫文件； OH51 目標文件至 HEX 格式的轉(zhuǎn)換器，從絕對目標模塊生成 Intel Hex 格式的文 件； RTX51 實時操作系統(tǒng)：簡化了復雜的實時應用軟件項目的設計。調(diào)用程序后，先把倒 計時計 21 數(shù)單元里的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進制 BCD 碼轉(zhuǎn)存入顯示存儲器中，顯示用十進制 BCD 碼數(shù)據(jù)的對應段碼存放在 ROM 表中，顯示時先取出顯示存儲器某一地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對應的顯示用段碼，并寫入發(fā)送寄存器，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。另外，對于靜態(tài)顯示方式， 需要較多的譯碼驅(qū)動裝置，需要的引線也比較多；對于動態(tài)掃描顯示方式，可以避免以上不足，但是容易造成顯示亮度低、屏幕閃爍等問題。在程序中顯示部分剛開始的時候就要對 8255 寫控制字的地址，程序中用的地址是 8003H；縱向輸送字型碼的地址分別為 8000H(XPA)、 8002H(XPC)，行掃描的地址分別為 8001H(XPB)、 A000H(X273)。當顯示穩(wěn)定的，連續(xù)的，無閃爍的動態(tài)圖象時，要求幀刷新率要 Vf =30Hz，點亮頻率 Ff =120Hz。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J u n 2 00 5 S he e t o f F i l e : C : \ D O C U M E N T S A N D S E T T I N G S \ A D M I N I S T R A T O R \ 桌面 \ E X A M P L E S \ M y D e s i g n 2. d dbD r a w n B y :NP電極電極 圖 發(fā)光二極管結(jié)構示意圖 17 多個 LED 可接成共陽極或共陰極形式，如下圖 所示 LED 共陽極聯(lián)接，通過驅(qū)動器接到系統(tǒng)的并行輸出口上，由 CPU 輸出適當?shù)拇a來點亮或熄滅相應的LED。 按鍵控制電路設計 按鍵控制是交通信號燈控制的一個重要功能，通過按鍵能對模擬交通信號燈實行了人工控制，實現(xiàn)了人工與智能一體化。 AT89S51最小系統(tǒng)的設計 通常 , 將完成單片機最基本功能 , 沒有外圍器件及外設接口擴展的系統(tǒng)稱之為單片機最小系統(tǒng) , 簡稱最小系統(tǒng)。 C Vcc 最高電壓： 7V 輸入最高電壓： 7V 最大輸出驅(qū)動能力： 高電平：－ 低電平： 8mA 圖 74LS164 引腳圖 圖 74LS164 邏輯符號 13 74LS273 芯片簡介 74LS273 是 8 位數(shù)據(jù) /地址鎖存器，他是一種帶清除功能的 8D觸發(fā)器，管腳 圖功能表如 下： 1 腳是復位 CLR,低電平有效 ,當 1 腳是低電平時 ,輸出腳 2(Q0)、 5(Q1)、6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、 19(Q7)全部輸出 0,即全部復位 。每一個端口都可以用作輸入或輸出。通常 A口、 B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。作為輸入， 由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P2 口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL門電流，當 P2口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉 電阻拉高，且作為輸入。 GND：接地。對于 16*16點陣式 LED,我們采用 8255 芯片外部擴展。 通過本次畢業(yè)設計，能更進一步熟悉單片機編程和控制 電路的設計原理，對提高大學生的科研能力、實踐動手能力及豐富大學生課外生活具有重要意義。 圖 交通燈布置示意圖 特殊情況控制通行方式控制，用按鍵開關 K1 控制 A 道通行， B 道禁行， K2控制 B道通行， A 道禁行，特殊情況控制通行放行 ； 有緊急情況時用按鍵開關 K0 控制兩道均為紅燈 ,以便急救車通過，急救車的通行時間為 10 秒，急救車過后，交通燈恢復先前狀態(tài)； 兩 位 LED 數(shù)碼管能夠顯示 行人通行與等待的 時間 （以秒單位作減計數(shù)）； 16 16點陣式 LED 能夠顯示行人“禁止通行”與“允許通行”的圖案。 隨之道路交通信號燈在我國的應用也有幾十年了，作為重要的道路交通安全產(chǎn)品，道路交通信號燈為保障道路交通安全暢通、有序發(fā)揮了重要作用。 隨著節(jié)能、環(huán)保要求的提高， LED 與太陽能結(jié)合的信號燈將普及，但需解決與交通信號控制機的配合問題。 （ 2）許多小企業(yè)沒有光學設計能力， LED 信號燈的光強發(fā)布不均勻。由此可見 LED 光源在節(jié)能方面的優(yōu)勢是非常明顯的。白熾燈和鹵鎢燈光源信號燈的特點是發(fā)光穩(wěn)定、均勻，但是存在能耗高、 3 壽命低、易產(chǎn)生幻像信號顯示、色片易褪色等缺陷。這也是單片機以后發(fā)展的重要趨勢。目前使用的 MCS51系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強型、低功耗型、專用型、超 8 位型、片內(nèi)閃爍存儲器型。 單片機有兩種基本結(jié)構形式 :一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構，稱為普林斯頓結(jié)構。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，車輛的增多，交通擁擠問題日益嚴重。 設計完成的模擬交通信號燈控制器能夠準確指揮交通，并具有人工控制功能，實現(xiàn)了人工智能一體化。本課題設計正是基于這個方向設計一個 符合指標要求的模擬交通信號燈控制器。 單片機在電子產(chǎn)品中的應用越來越廣泛，特別是 51 系列的單片機，由于其使用方便、價格低廉等優(yōu)勢，在市場上占有很大的份額。本系統(tǒng)設計控制精確、體積小、功耗低，具有很強的實用性。在不斷拓寬交通道路以及修建新的交通要道的同時，交通信 號燈的用途變得更加明顯。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構為多。 目前單片機應用于各個領域，其應用于儀器儀表中顯得更為優(yōu)越。除了一般必須具有的 ROM、 RAM、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)外，隨著單片機檔次的提高，以適應檢測、控制功能更高的要求，片內(nèi)集成的器件通常還有電源監(jiān)控與復位電路、 WDT、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 DMA 控制器、中斷控制器、鎖相器 、頻率合成器、字符發(fā)生器、聲音發(fā)生器、 CRT 控制器、譯碼驅(qū)動器等。而高亮度、低能耗 LED 在信號燈上的應用，給信號燈產(chǎn)品帶來革命性的變化。 可靠性好，壽命長 。 （ 3） LED 驅(qū)動電路設計粗糙，功率因數(shù)偏低。 [6～ 8] 交通信號燈的發(fā)展 信號燈是交通安全產(chǎn)品中的一個類別，是為了加強道路交通管理，減少交通事故的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。近年來，新材料、新技術在道路交通領域不斷得到應用， 發(fā)光二極管（ LED）在道路交通領域的廣泛應用更是有目共睹。 北 西 東 南 6 課題研究的目的及意義 交通信號燈，自從它被發(fā)明的那天起，就成為人們生活中必不可少的一種工具，尤其是現(xiàn)在這個講究效率的年代，交通信號燈更是在人類交通、生活、生產(chǎn)、工作等多個領域得到廣泛的應用。 7 第 2 章 系統(tǒng)總體結(jié)構設計 系統(tǒng)總體方案設計 本次設計中采用 AT89S51 控制芯片， 以單片機為控制核心， 單片機從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示 ，由定時電路、按鍵控制電路和顯示電路（兩位 LED 數(shù)碼管顯示倒記時， 4 組紅、黃、綠發(fā)光二極管模擬交通信號燈和 16*16 點陣顯式 LED顯示行人通行與禁止）等 組成。此外，顯示模塊使用到了 74HC164，74HC273 等芯片，根據(jù)它們的物理結(jié)構及功能，組成了 LED 顯示屏的顯示部分。 P0口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。 EA/VPP ：當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 C 口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每個端口包含一個 4 位鎖存器。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 當 1腳為高電平時 ,11(CLK)腳是鎖存控制端 ,并且是上升沿觸發(fā)鎖存 ,當 11腳有一個上升沿 ,立即鎖存輸入腳 1 1 1 18的電平狀態(tài)，并且立即呈現(xiàn)在輸出腳 2(Q0)、 5(Q1)、 6(Q2)、 9(Q3)、 12(Q4)、 15(Q5)、 16(Q6)、19(Q7)上 。 根據(jù)系統(tǒng)設計要求，結(jié)合性能分析，設計的單片機最 小系統(tǒng)如圖 所示。 按鍵 K0、 K K2 分別由 AT89S51I/O口的 、 、 控制，當 P2 口輸出高電平時，信號燈點亮 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eBD a t e : 9 J un 20 05 S he e t o f F i l e : C : \ D O C U M E N T S A N D S E T T I N G S \ A D M I N I S T R A T O R \ 桌面 \ E X A M P L E S \ M y D e s i g n . dd bD r a w n B y : +5 圖 共陽極連接 LED 器件的恒流驅(qū)動方式 由 LED 的特性可知，其 PN施加正向電壓時，流過的正向電流將使 LED 發(fā)光。所以，當30 幀刷新率時每幀時間內(nèi)至少要點亮 4 次。其工作時是縱向送字型碼，橫向從上往下進行動態(tài)掃描，顯示完一個圖案所用的字型碼為 32 個字節(jié)。在實際的 LED 大屏幕顯示中，很少有采用靜態(tài)驅(qū)動的。 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)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)28PSEN29AL