【正文】 play(uchar time1,time2) //數(shù)碼管動態(tài)掃描函數(shù){ Port=Tab[time1/10]。sbit LED_Y_A=P1^1。uint count。 53參考文獻[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(xué)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] 《MCS51單片機原理與應(yīng)用》 天津大學(xué)出版社 [4] 《單片機原理及接口技術(shù)[M]》西安電子科技大學(xué)出版社 [5] 胡斌《電子線路學(xué)習(xí)方法》 電子工業(yè)出版社 [6] 《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》 [7] 胡斌 《電子線路與電子技術(shù)》 山東科學(xué)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 2009 [10] 唐清善《Protel DXP 高級實例教程》中國水利水電出版社 [11] 《PROTEUS 入門教程》機械工業(yè)出版 [12] 《單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)綜合實例》清華大學(xué)出版社 [13] 張毅坤 《單片微型計算機原理及應(yīng)用》西安電子科技大學(xué)出版社 [14] 潘永雄 《新編單片機與應(yīng)用》 西安電子科技大學(xué)出版社 [15] 《單片機原理與應(yīng)用》電子科技大學(xué)出版社 [16] 《.單片機外圍電路設(shè)計》電子工業(yè)出版社，2003.致 謝 本次設(shè)計是在翻閱大量資料，以及在師樹恒老師的大力幫助和支持下完成的。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。 仿真結(jié)果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(dǎo)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。Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB設(shè)計及自動或人工布線及電路的分析與仿真的功能，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，用戶可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、數(shù)碼管、按鈕、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計設(shè)計進行交互式仿真，同時支持圖形化的分析功能，具有直流工作點、瞬態(tài)特性、交直流參數(shù)掃描、頻率特性、傅里葉、失真、噪聲分析等多種分析功能，并可將仿真曲線繪制在圖表中。此位由軟件置1或清0。這種方式下，在兩個相鄰周期對中斷請求引入端進行的采樣中，如前一次為高，后一次為低，即為有效中斷請求。使用中斷可以進行多樣化設(shè)計，強化程序功能與執(zhí)行效率。延時的方法可以有兩種，一種是利用AT89S52內(nèi)部定時器發(fā)生溢出中斷來確定1s的時間，另一種方法是采用軟延時的方法。AT89S52單片機有3個16位定時器/計數(shù)器（51系列有2個定時器）定時器對片內(nèi)機器時鐘（周期方波）進行計數(shù)，計數(shù)器對Tx引腳輸入的負脈沖進行計數(shù)。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)表一般從電路原理圖中獲得。它主要由5大部分組成，分別為原理圖設(shè)計，原理圖仿真、印刷電路板（PCB）設(shè)計、層次原理圖設(shè)計、報表制作、電路仿真等功能，是電子工程師進行電子設(shè)計的最有效軟件之一。 LED模擬燈組 每個路口的信號的的轉(zhuǎn)換順序為：綠——黃——紅。 系統(tǒng)各組成部分 主控制器AT89S52AT89S52為8 位的 CPU，有40個引腳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個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)有振蕩器和時鐘電路,工作頻率為0～33MHz片內(nèi)有 256字節(jié) 數(shù)據(jù)存儲器 RAM片內(nèi)有 8K字節(jié) 程序存儲器 ROM4個8位 的并行I/O口（P0、PPP3）1個 全雙工串行通訊口3個16位 定時器/計數(shù)器（T0、TT2）可處理 6個中斷源，兩級中斷優(yōu)先級AT89S52可按照常規(guī)方法進行編程，亦可在線編程。按鍵采用兩只觸發(fā)按鍵組成，電路簡潔可靠；通過按鍵可設(shè)置：緊急情況發(fā)生時的交通燈狀態(tài)控制和節(jié)能的夜間模式。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。其優(yōu)點是工作電壓較低、體積小、壽命長、工作可靠性高、響應(yīng)速度快、亮度高、不會損壞器件。低電平有效，當單片機內(nèi)有ROM時應(yīng)當接高電平，片內(nèi)無ROM時必須接地。復(fù)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。時鐘電路通常外接一個晶振、兩個電容。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。（3）S系列較C系列有更高的工作頻率，從而具備了更高的計算速度，例如：89C51的極限工作頻率是24MHz，但89S51的是33MHz；（4）S系列具有雙工UART串行通道；（5）S系列內(nèi)部集成看門狗計時器，不在需要C系列那樣外接的看門狗計時器電路單元；（6）S系列具備雙數(shù)據(jù)指示器；（7）S系列電源關(guān)閉標識；（8）S系列具有全新的加密算法，程序的保密性大大加強，這樣可有效的保護知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。(4) 實現(xiàn)夜間模式（四個方向只顯示黃燈）以減小耗電量。該方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高，不能驅(qū)動數(shù)碼管。權(quán)衡利弊，選擇方案三。基于上述原因，考慮了三種方案。由于AT89S52單片機自帶有2計數(shù)器，6個中斷源，且其I/O口作為輸出時，具有較大的吸收電流能力，可直接驅(qū)動數(shù)碼管，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。 交通燈起著一個重要的角色，是交通管理部門管理交通的重要工具。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。交通系統(tǒng)正是解決這一矛盾的途徑之一。從長遠來看，該研究具有巨大的現(xiàn)實意義。自從開始使用計算機控制系統(tǒng)后，不管在控制硬件里取得什么樣的實際發(fā)展，交通控制領(lǐng)域的控制邏輯方面始終沒能取得重大突破。本系統(tǒng)設(shè)計周期短、可靠性高、實用性強、操作簡單、維護方便、擴展功能強。目 錄摘 要 IIIAbstract IV第1章 緒論 1 設(shè)計研究背景及意義 1 國內(nèi)外交通燈研究的發(fā)展概況 1 課題設(shè)計內(nèi)容 3第2章 設(shè)計基礎(chǔ) 4 4 控制模塊選擇方案 4 顯示模塊選擇方案 4 輸入模塊方案選擇 5 電源模塊方案選擇 5 設(shè)計要求 5 單片機概述 6 主控制器AT89S52 6 P3口第二功能表 7 單片機最小系統(tǒng) 7 電源電路 8 時鐘電路 8 復(fù)位電路 9 EA/VP引腳 9 數(shù)碼管 10 工作原理 10 驅(qū)動方式 11第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 14 總體設(shè)計及功能描述 15 15 系統(tǒng)各組成部分 16 主控制器AT89S52 16 顯示元件 17 ISP接口 17 LED模擬燈組 17 電路板設(shè)計 18 PROTEL簡介 18 電路板設(shè)計 19第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 20 編程軟件Keil簡介 20 軟件主流程圖設(shè)計 20 緊急狀態(tài)子程序 21 22 計數(shù)器初值設(shè)置 22 倒計時顯示的理論分析 23 外部中斷 23第5章 軟件仿真 25 PROTEUS簡介 25 仿真結(jié)果 25第6章 軟硬件調(diào)試 27第7章 結(jié)論與展望 28參考文獻 29致 謝 30附 錄 31附錄1 原理圖 31附錄2 PCB圖 32附錄3 實物圖 33附錄4 程序 34附錄5 外文文獻翻譯 41附錄6 設(shè)計任務(wù)書 50附錄7開題報告 52 摘 要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，不斷的改變著人們的生活，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。 關(guān)鍵詞：單片機；交通燈 ；數(shù)碼管 AbstractIn recent years, with the rapid development of technology, SCM applications are deepening constantly changing people39。 可以肯定的說，對于減輕交通擁塞及其副作用特別是對于大的交通網(wǎng)絡(luò)而言，仍然缺乏一種真正的交通響應(yīng)控制策略。 國內(nèi)外交通燈研究的發(fā)展概況隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市現(xiàn)代化程度不斷提高，交通需求和交通量迅速增長，城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴重，道路運輸所帶來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染等負面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟和社會發(fā)展中的全球性共同問題。智能交通系統(tǒng)是將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機處理技術(shù)等有效的集成運用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。國內(nèi)的交通燈一般都設(shè)在十字路口，在醒目位置使用紅、綠、黃三種顏色的指示燈，加上一個倒計時的顯示計時器來提示行車。用單片機設(shè)計不但設(shè)計簡單，而且成本低，用其設(shè)計的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機設(shè)計交通燈。方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。 輸入模塊方案選擇方案一：采用8155擴展I/O 口及鍵盤，顯示等。方案二：采用獨立的穩(wěn)壓電源，采用USB供電為整個系統(tǒng)供電，它具有多路電源輸出，此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點是各模塊都采用獨立電源，方案比較：方案一只采用單片機自身的I/O來驅(qū)動數(shù)碼管顯示是不行的，而方案二雖然要給各模塊供電，但卻能給各模塊提供穩(wěn)定可靠的電壓從而達到顯示明亮的程度。 單片機概述單片機(單片微型計算機)作為微型計算機的一個重要分支，自問世以來，以其極高的性價比，受到人們的重視和關(guān)注，因此廣泛應(yīng)用，發(fā)展迅速。 主控制器AT89S52AT89S52 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AT89S52引腳圖 DIP封裝Flash存儲器。 P3口第二功能表 P3口第二功能引 腳第 二 功 能RXD: 串行口接收數(shù)據(jù)輸入端TXD: 串行口發(fā)送數(shù)據(jù)輸出端INT0: 外部中斷0輸入端INT1: 外部中斷1輸入端T0: 外部計數(shù)0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。晶振AT89S52單片機時鐘頻率范圍：0 — 33MHz。VCC接通電源后，VCC便對電容通過電阻進行充電。本設(shè)計用AT89S52單片機，片內(nèi)有 8K字節(jié)程序存儲器ROM，所以EA引腳必須接高電平。 工作原理數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。(1) 靜態(tài)顯示驅(qū)動靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r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(yīng)，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。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。其將通用微處理器及FLASH存儲器結(jié)合，特別是可反復(fù)擦寫的FLASH存儲器可有效降低開發(fā)成本。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。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。（4）規(guī)劃電路板，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表。 軟件主流程圖設(shè)計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(yīng)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）。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)。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(yīng)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。外部中斷是由外部原因引起的，共有兩個中斷源。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(yīng)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。（3）TF0和TF1為計數(shù)溢出標志位。針對微處理器的應(yīng)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。以下是當中出現(xiàn)的問題: （1）制作PCB板時邊界處由于沒有注意到設(shè)置成了具有電氣性的，后經(jīng)老師檢查時發(fā)現(xiàn)。本次設(shè)計在原有基礎(chǔ)上，增加了緊急通行按鍵、轉(zhuǎn)換夜間模式按鍵（使在行車較少的夜晚節(jié)約能源）。他在設(shè)計中悉心指導(dǎo)，