【正文】 調(diào)試與檢測(cè) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的調(diào)試分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。 第三步 :接通電源，檢查單片機(jī)是否正常工作。 第六步：對(duì)復(fù)位電路進(jìn)行檢查。然后給數(shù)碼管管腳進(jìn)行通電，一根一根的試。 第二步：檢查線路是否接錯(cuò)，有無(wú)短路，然后接上電源。 倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)時(shí)間與設(shè)計(jì)的時(shí)間的誤差很小，精確度較高。然后根據(jù)所需要的要求以及功能畫(huà)出程序流程圖。詳細(xì)測(cè)試本設(shè)計(jì)的各個(gè)功能，檢查 LED 狀態(tài)顯示燈的交替顯示是否正常、數(shù)碼管計(jì)數(shù)顯示是否正常與個(gè)功能是否正常。本設(shè)計(jì)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)功能， 應(yīng)當(dāng)在交通燈控制系統(tǒng)上擁有一個(gè)專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。其次我還要感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生活的同學(xué)，正是你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。但是其中綠燈的亮度不高。在焊接的過(guò)程中注意不要短接和虛焊。在此基礎(chǔ)上，增加了 增加、減少倒計(jì)時(shí)時(shí)間，南北通行，東西通行，緊急模式等功能，使該交通等控制系統(tǒng)更加適應(yīng)道路上可能發(fā)生的各種情況。 第八步：按下南北通行、東西通行和緊急模式按鈕，觀察是否 LED 狀態(tài)顯示燈顯示是否正常。 軟硬聯(lián)試 經(jīng)過(guò)硬件調(diào)試和軟件調(diào)試后，進(jìn)行系統(tǒng)的完整調(diào)試。經(jīng)過(guò)檢查，原來(lái)是網(wǎng)絡(luò)上百度的數(shù)碼管管腳圖是不正確的。觀察按鍵是否接錯(cuò)，有無(wú)短路。 第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。 P0=table[buf[0]]。 P1=0xff。 P1=0xfe。接下來(lái)又顯示綠燈的時(shí)間，如此循環(huán)。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持 1ms 左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而 定。 //設(shè)置的數(shù)值賦給東西南北 sec_dx=set_timedx。 //調(diào)用顯示，用于延時(shí)消抖 if(k1!=1) { TR0=0。由于抖動(dòng)，會(huì)造成被查詢(xún)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)法準(zhǔn)確讀出。 } if((sec_dx=5)amp。 //東西時(shí)間減 1 sec_nb。amp。 //軟件計(jì)數(shù)加 1 if(countt0==10) { if((sec_nb=5)amp。 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送初值，將這個(gè)值送到 TH 和 TL 中。 延時(shí)子程序： void delay(int ms) //延時(shí)子程序 { uint j,k。計(jì)數(shù)值并不是目的，目的是時(shí)間值，設(shè)計(jì) 1 次的時(shí)間，即定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期為 )(計(jì)數(shù)T ，它是單片機(jī)系統(tǒng)主頻周期的 12 倍，設(shè)要求的時(shí)間值為 T，則有： )(/ 計(jì)數(shù)TTC? 。東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，如此循環(huán)。再把 P0 端口作為數(shù)碼管時(shí)間顯示的輸出端口。 由于單片機(jī)硬件的限制。 C 語(yǔ)言具有良好的模塊化，容易閱讀和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 圖 312 DC 電源及自鎖開(kāi)關(guān)原理圖 DC 電源的 3 腳接地， 1 腳實(shí)際是 VCC（電源），但是電路中要接自鎖開(kāi)關(guān)，然后開(kāi)關(guān)的另一個(gè)腳再接電源。因此設(shè)置按鍵進(jìn)行控制，當(dāng)深夜時(shí)間車(chē)輛很少時(shí)，東西、南北方向四個(gè)黃燈同時(shí)燃亮，提醒人們注意交通情況，減速慢行，相互謙讓?zhuān)踩耐ㄟ^(guò)交通十字路口。因此需要在設(shè)計(jì)中加入按鍵進(jìn)行中斷控制。其中均是高電平有效。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行。 發(fā)光二極管是由一個(gè)塑性燈泡覆蓋集中燈光于一個(gè)特定方向。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40根 I/O 端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89C51單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32個(gè)，實(shí)際應(yīng)用必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段 發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 第 10腳 GND，邏輯地。 74HC245 總線收發(fā)器 74HC245 是一種典型的 CMOS 型三態(tài)緩沖門(mén)電路，雙向三態(tài)輸出，八線雙向收發(fā)器。在執(zhí)行指令時(shí)， CPU 首先要到程序存儲(chǔ)器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼， 然后譯碼，并由時(shí)序電路產(chǎn)生 19 一系列控制信號(hào)去完成指令所規(guī)定操作。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。在 Flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。而作為輸入 使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。而訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù) 用。 PC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 R A M定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 T 0 TIC PU并行 I / O 口 串行口 中斷系統(tǒng)A C CB 寄存器PSW... 振蕩器程序存儲(chǔ)器 RMX T A L 1 X T A L 2R E SE T E A A L EPS E N程序計(jì)數(shù)器特殊功能寄存器 P 1P 0 P 3P 2 串行通信 中斷輸入V ccV ss 圖 32 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 STC89C51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 圖 31 硬件結(jié)構(gòu)圖 按鍵主要是用來(lái)設(shè)置各信號(hào)燈燃亮的模式和時(shí)間， 74HC245 用來(lái)驅(qū)動(dòng) 8 段LED 數(shù) 碼管顯示時(shí)間，用發(fā)光二極管模擬信號(hào)燈。 系統(tǒng)總框圖 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。通過(guò)按鍵進(jìn)行對(duì)交通控制系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)增減數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)時(shí)間、南北通行、東西通行和全路禁行等功能。合理解決混合交通流問(wèn)題 :實(shí)現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制 :對(duì)于小型的路口 ,應(yīng)研制并設(shè)計(jì)能夠?qū)煌髁窟M(jìn)行監(jiān)控的交通信號(hào)燈系統(tǒng)。交通控制燈是我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌刂圃O(shè)施，安裝在各個(gè)交叉路口，在疏導(dǎo)車(chē)輛通行中有著很重要的意義。交通安全已經(jīng)成為一個(gè)波及社會(huì)各個(gè)部門(mén)的全球性問(wèn)題。 對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 交通燈控制器的研究意義 交通是城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的命脈，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。道路擁 7 擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大，并一直保持大比例的增長(zhǎng)。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。 1868 年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。軟件上采用 KEIL C 編程，主要編寫(xiě)了主程序，數(shù)碼管顯示程序，中斷程序，延時(shí)程序等。 本設(shè)計(jì)根據(jù)十字路口 南北和東西車(chē)流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，基于 STC89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)了 一種 交通燈控制器，利用發(fā)光二極管和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)了設(shè)置紅、綠燈亮滅時(shí)間的功能，紅、綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，綠燈倒計(jì)時(shí)結(jié)束為 5 秒的黃燈閃爍警示，利用按鍵使得系統(tǒng)具有倒計(jì)時(shí)，時(shí)間設(shè)置，緊急情況處理，根據(jù)具體情況 手動(dòng)控制的功能。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，當(dāng)車(chē)輛接近時(shí)，紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的 問(wèn)題。使交管人員有更多的精力投入到管理整個(gè)城市交通控制，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。交通信號(hào)燈的出現(xiàn) ， 使交通得以有效管制 。如果不采取強(qiáng)有力的預(yù)防措施，今后 20 年中道路交通 事故致死和受傷人數(shù)將增加 65%左右。一個(gè)有效的和高效的流量控制和管理系統(tǒng)有利于社會(huì)的大量減少燃料消耗，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)發(fā)展，減少交通擁堵，提高安全性。降低成本、使其安裝及維修方便 。 本設(shè)計(jì)是采用 MSC51 系列單片機(jī) STC89C52 為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，發(fā)光二極管和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn) 了設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間和顯示的功能，控制十字路口紅綠燈以及人行道紅綠燈交替亮和熄滅。設(shè)計(jì)通過(guò)兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過(guò)按鍵對(duì)定時(shí)進(jìn)行設(shè)置。用以滿足各時(shí)段各中路況的通行能力。 13 3 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)框圖，可知本系統(tǒng)主要有單片機(jī)控制系統(tǒng)模塊、驅(qū)動(dòng)顯示模塊、LED 倒計(jì)時(shí)模塊、信號(hào)燈狀態(tài)模塊、按鍵控制模塊、復(fù)位電路、振蕩電路等組成。在單芯片上，擁有 8 位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C51 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。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯電平，對(duì) P0 端口寫(xiě) “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平，對(duì) P2 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，可以作為輸入口使用。 P3 口亦作為 STC89C51 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。其內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格地按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作。此外，當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)， 19 腳（ XTAL1）接地，18 腳（ XTAL2）接外部時(shí)鐘信號(hào)。 第 19腳 OE， 使能端 ，若該腳為 “1”A/B 端的信號(hào)將不 導(dǎo)通 ，只有為 “0”時(shí) A/B端才被啟用，該腳也就是起到開(kāi)關(guān)的作用。因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常采用八段 LED 數(shù)碼管作為顯示器，這種顯示器具有耗電低、配置靈活、線路簡(jiǎn)單、安裝方便、耐轉(zhuǎn)動(dòng)、價(jià)格低廉且壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 當(dāng)在發(fā)光二極管 PN 結(jié)上加正向電壓時(shí)， PN 結(jié)勢(shì)壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，致使 P 區(qū)的空穴注入到 N 區(qū)， N 區(qū)的電子注入到 P 區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，此時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光，當(dāng)所有二極管都發(fā)出光時(shí)，大多數(shù)都不是很有效的，在普通二極管里，半導(dǎo)體材料本身吸引大量的光能而結(jié)束。因此我們選的二極管顏色為紅色、黃色、綠色。 圖 310 信號(hào)燈分布圖 在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈只有 6 個(gè)，即：東西紅燈、東西綠燈、東西黃燈，南北紅燈、南北綠燈、南北黃燈。 南北、東西通行：交通路口出現(xiàn)各種狀況在所難免，如救護(hù)車(chē)等急行車(chē)通過(guò)時(shí)，必須其中一個(gè)方向暢通無(wú)阻。 深夜模式：在深夜時(shí)段，交通路口的車(chē)流量大幅度減少，這時(shí)正常的交通模式不適合實(shí)際情況的需要。本設(shè)計(jì)采用 DC 電源提供電路電壓，用 USB電源線外接電源， DC 電源接口連接自鎖開(kāi)關(guān)，作為整個(gè)電路的總開(kāi)關(guān)。使用 C語(yǔ)言就可以很好的解決這些問(wèn)題。 對(duì)于大多數(shù) 51 系列單片機(jī)，使用 C 語(yǔ)言這樣的高級(jí)語(yǔ)言與使用匯編語(yǔ)言相比具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）不需要了解處理器的指令集，也不必了解存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)； （ 2）寄存器分配和尋址方式由編譯器進(jìn)行管理，編程時(shí)不需要考慮存儲(chǔ)器的尋址和數(shù)據(jù)類(lèi)型等細(xì)節(jié)； 28 （ 3）指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性； （ 4）可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵 字和操作函數(shù)； （ 5）與使用匯編語(yǔ)言編程相比，程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試時(shí)間大大縮短； （ 6） C 語(yǔ)言中的庫(kù)文件提供許多標(biāo)準(zhǔn)的列程，例如格式化輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點(diǎn)運(yùn)算等； （ 7）通過(guò) C 語(yǔ)言可實(shí)現(xiàn)模塊化編程技術(shù)，從而可將已編制好的程序加入到信程序中； （ 8） C 語(yǔ)言可移植性好且非常普及， C 語(yǔ)言編譯器幾乎適用于所有的目標(biāo)系統(tǒng)，已完成的軟件項(xiàng)目可以很容易地轉(zhuǎn)換到其他的處理器或環(huán)境中。程序可根據(jù)按照流程圖一步一步進(jìn)行設(shè)計(jì) ,然后把 P2 端口作為信號(hào)燈的輸出端口來(lái)用二進(jìn)制編碼 ,編成 8 個(gè)狀態(tài) ,然后一個(gè)一個(gè)狀態(tài)的輸出 ,就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的交替亮滅。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間倒計(jì)時(shí)完成后，東西紅燈不變，南北黃燈閃爍 5 秒，轉(zhuǎn)到下一個(gè)工作狀態(tài)。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值，即所要求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C，把計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC，可得到如下計(jì)算通式： CMTC ?? 式中： M 為計(jì)數(shù)器模值。相反，時(shí) 間計(jì)時(shí)方面卻不可能只用計(jì)數(shù)器，因?yàn)轱@然 1 秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)時(shí)間，所以我們還必須采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題。在中斷服務(wù)子程序中， CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1，然后判斷它是否為 0，為 0 表示 1 秒已到。 //重新啟動(dòng)定時(shí)器 countt0++。 } if((sec_dx=5)amp。 //清零計(jì)數(shù)器 sec_dx。 Buzz=1。 } } } 按鍵子程序設(shè)計(jì) 目前， 89C51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)上的按鍵常采用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵，機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開(kāi)瞬間均有抖動(dòng)過(guò)程，時(shí)間長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為510ms。 按下按