【正文】 如圖 ， 所示。 18 LED 器件的脈沖驅(qū)動(dòng)方式 點(diǎn)亮 LED 可以采用恒流靜態(tài)的方式，也可以采用脈沖方式的恒流驅(qū)動(dòng)。 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)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40AT89S51K0k1K2 圖 按鍵與單片機(jī)接口電路 16 LED 顯示電路設(shè)計(jì) 交通信號(hào)燈中，要求信號(hào)燈的穿透性要好，可控性強(qiáng)，能耗低，使用壽命長(zhǎng)，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，此外，還用到了 74LS164 和 74LS273 兩塊譯碼芯片，如圖 。復(fù)位電路則是實(shí)現(xiàn)這一功能的實(shí)際執(zhí)行者 , 它應(yīng)該使高電平的復(fù)位信號(hào)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上。 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。只有 A 口具備雙向總線方式， 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí) C口的 5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。 方式控制字格式說明下 表 所示： D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志， 1有效。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P1 口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流?？臻e模式下，CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 CPU 對(duì)系統(tǒng)的整體功能、開發(fā)難度和價(jià)格都起主導(dǎo)作用，所以在硬件開發(fā)中應(yīng)該首先確定 CPU，然后再依據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)周邊電路。其研究的意義在于： 為設(shè)計(jì)小型的單片機(jī)十字路口交通信號(hào)燈提供了有用的參考，為進(jìn)一步的研究提供了有效的途徑。 在十字路口東西南北各設(shè)置紅、黃、綠三種信號(hào)燈，正常情況下，東西 (A線 )、南北 (B 線 )方向輪流放行。 道路交通信號(hào)燈（以下簡(jiǎn)稱信號(hào)燈）的光源幾經(jīng)變遷，從最初易發(fā)生爆炸的煤氣燈發(fā)展到 穩(wěn)定、安全的白熾燈、鹵鎢燈，如今發(fā)光二極管（ LED）得到了廣泛應(yīng)用。 這幾年 LED 的技術(shù)發(fā)展非常快，為 LED 信號(hào)燈技術(shù)的提高提供了很好的基礎(chǔ)。單管 LED 的理論壽命為 100 000h，由此推斷 LED信號(hào)燈的實(shí)際使用壽命大于 50 000h。 冷光源，能耗低 。而簡(jiǎn)單的家用電器、智能玩具、儀表儀器、智能 IC 卡等對(duì)單片機(jī)功能要求不高。單片機(jī)的發(fā)展推動(dòng)了應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展又反過來對(duì)單片機(jī)提出了更高要求，從而促進(jìn)單片機(jī)的發(fā)展。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為 MCS51系列 單片機(jī)，因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)?；谝陨峡紤]，我們提出了這個(gè)課題要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)，并模擬和仿真。LED show。設(shè)計(jì)以硬件和軟件相結(jié)合為指導(dǎo)思想，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)大部分功 能，電路簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。 i 基于單片機(jī)的交通信號(hào)燈模擬控制器的設(shè)計(jì) THE DESIGN OF TRAFFIC LIGHTS’ANALOG CONTROLLER BASED ON SINGLECHIP MICROCOMPUTER ii 摘要 隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對(duì)于日常交通便利的要求在不斷地提高。該控制系統(tǒng)包括了按鍵控制電路、定時(shí)控制電路、顯示電路等幾部分的組成。s later periods, these cities constructs the city speedway in abundance, pletes the initial period in the speedway construction ,they also once effectively improved the transportation condition. However, and lacks along with the volume of traffic fast growth to the speedway system research and the control, the speedway not fully plays the anticipated role. But city speedway in structure charact eristic, also had decided the city speedway transportation condition inevitably receives the speedway and the ordinary path coupling place transportation condition restriction. Therefore, how uses the appropriate control method, maximum limit uses the good consumption large amount of money construction the city speedway, alleviates branch with Ramp , the city supports with the peripheral locality transportation stops up the condition, more and more bees the main question which the transportation management and the urban planning department urgently awaits to be solved. There fore, applied the knowledge through me which studied to design a set of traffic lights control circuit traffic light control system mainly by the timing circuit, the host controls the electric circuit, the signal light switch, the pulse signal generating devices posed. Key word: The AT89S51?，F(xiàn)在為了使交通更加流暢，更有秩序，我們可以在以往得基礎(chǔ)上，加上按鍵，用以控制突發(fā)事件和交通擁擠等。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采 2 用 CMOS 工藝，因而，常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì) 8051 單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。單片機(jī)正處在微控制器的全面發(fā)展階段，各公司的產(chǎn)品在盡量兼容的同時(shí)，向高速，強(qiáng)運(yùn)算能力，尋 址范圍大以及小型廉價(jià)方面發(fā)展。這些單片機(jī)的高性能主要體現(xiàn)在 CPU 功能加強(qiáng)，內(nèi)部資源增加，尋址范圍增大。 LED 的這個(gè)特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)信號(hào)燈存在的幻像（俗稱假顯示）和色片褪色問題，提高了光效。目前，我國(guó) LED 信號(hào)燈使用時(shí)間最長(zhǎng)的已超過 5 年， LED 未有損壞。 （ 6）長(zhǎng)時(shí)間使用后，信號(hào)燈的塑料殼體和塑料透光面老化，使得信號(hào)模糊、外殼防護(hù)等級(jí)下降。 城市路口交通信號(hào)控制系統(tǒng)大體上分為三種類型：定周期的信號(hào)機(jī)、多時(shí)段且具有無電纜協(xié)調(diào)功能的微電腦型信號(hào)機(jī)以及聯(lián)網(wǎng)式自適應(yīng)多相位智能型信號(hào)機(jī)。 [9～ 11] 5 課題研究的主要內(nèi)容 該控制器能實(shí)現(xiàn)城市“十字”路口正常情況下以及特殊情況和緊急情況下交通信號(hào)燈的模擬控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)方案正是根據(jù)以上所述并結(jié)合日常生活中對(duì)交通信號(hào)燈功能需求的分析，運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，結(jié)合 LED 顯示器的框架下實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的顯示，設(shè)計(jì)出的一個(gè)適合日常生活需要的交通信號(hào)燈。 圖 交通信號(hào)燈硬件系統(tǒng)總體框圖 硬件系統(tǒng)中的芯片認(rèn)識(shí) 在硬件設(shè)計(jì)時(shí)首先需要確定使用什么類型的 CPU 和信號(hào)燈。 此外， AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。另外，該引腳被略微拉高。 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。其中 C 口按位置位／復(fù)位控制 字方式使用較為繁難，說明也較冗長(zhǎng)，故在此不作敘述，需要時(shí)用戶可自行查找有關(guān)資料。 方式 2 ：雙向總線方式。因此硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，復(fù)位后可使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始正常工作。 K0、 K K2 鍵一端與單片機(jī)的 、 、 口相連，另一端接地。 圖 LED 的恒流驅(qū)動(dòng)原理 LED 管的正向電流： Icc ce tfLV U UR??? 其中 CCV 為電源電壓， tU 為 LED 開啟電壓 ceU 為三極管飽和壓降， LR 為負(fù)載電阻。 點(diǎn)陣式 LED 顯示屏 LED 顯示屏以發(fā)光二級(jí)管為像素，由 LED 顯示單元拼接而成。單片機(jī)及相應(yīng)軟 件，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號(hào)的定時(shí)與順序等。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式，它們各有優(yōu)缺；數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)乃俣缺容^快，但是隨著屏幕的增大，點(diǎn)陣模塊數(shù)量的增多，線路會(huì)越來越復(fù)雜；數(shù)據(jù)傳行傳輸?shù)乃俣?比較慢，但它可以大大簡(jiǎn)化傳輸線路，對(duì)于大屏幕來說，采用串行傳輸方式比較合適。 圖 電源電路 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)開發(fā)流程 建立一個(gè)工程項(xiàng)目，選擇芯片類型，確定選項(xiàng)； 建立 ASM 源文件； 用項(xiàng)目管理器生成各種應(yīng)用文件； 檢查并修改源文件中的錯(cuò)誤； 編譯連接通過后進(jìn)行軟件模擬仿真； 用編譯器或用軟件把程序載入單片機(jī)； 硬件測(cè)試。編譯（ ProjectReBuild all target files）就會(huì)生成一系列的文件如 OBJ 文件、 LST 文件、 HEX 文件等。通過需求分析，搭建好系統(tǒng)硬件平臺(tái)后，在此基礎(chǔ)上還需要軟件驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化才能使硬件得以正常工作，成分發(fā)揮其應(yīng)有的功能。而一般編寫的程序都是根據(jù)事前所用的流程圖來編寫的，而且流程圖中也包含了對(duì)設(shè)計(jì)所得結(jié)果的要求，因此，流程圖的設(shè)計(jì)直接影響到源程序的設(shè)計(jì)。 26 開始初始化顯示初始值設(shè)置A道 放行，B 道禁行延時(shí)顯示A道 警告，B 道禁行延時(shí)5 SA道 禁行，B 道放行置顯示初始值A(chǔ)道 禁行，B 道警告顯示延時(shí)延時(shí)顯示延時(shí)1 m s顯示十位數(shù)設(shè)置顯示次數(shù)秒十位數(shù)轉(zhuǎn)字形碼R1秒個(gè)位數(shù)轉(zhuǎn)字形碼拆分秒數(shù)秒數(shù)轉(zhuǎn)十進(jìn)制顯示秒數(shù)減1開始個(gè)位數(shù)十位數(shù)R2顯示個(gè)位數(shù)延時(shí)1 m sYN顯示次數(shù)= 0 ？主程序流程圖 顯示子程序流程圖返回中斷服務(wù)程序恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷響應(yīng)緊急情況返回A道 放行，B 道禁行延時(shí)1 0 s 圖 系統(tǒng)總體方案流程圖 定時(shí)電路設(shè)計(jì) 定時(shí)電路主要靠定時(shí)中斷來控制。由軟件置位串行控制寄存器后，立即啟動(dòng)發(fā)送 。接線方法如下： LED 點(diǎn)陣顯 30 示區(qū) 8255CS 插孔接譯碼輸出插孔 Y0， 273CS 插孔接譯碼輸出 Y2， WR 插孔接 XWR，RD 插孔接 XRD， A0 插孔接 XA0， A1插孔接 XA1， RESET 插孔接 RST，用 8芯排線將LED 顯示區(qū) D0~D7 連接到 XD0~XD7，其流程圖如圖 、