【正文】 LM7805。接線方法如下： LED點(diǎn)陣顯示區(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。且電流與光強(qiáng)基本成正比。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 15 AT89S51 單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端連接石英晶體及兩個(gè) 瓷片 電容形成穩(wěn)定的自激振蕩器。 方式 1：選通輸入／輸出方式。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時(shí)實(shí)際 上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個(gè)三角形表示的就是輸入緩沖器 CPU 將根據(jù)不同 10 的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作這是由硬件自動(dòng)完成的不需要我們操心 1 然后再實(shí)行讀引腳操作否則就可能讀入出錯(cuò)為什么看上面的圖如果不對(duì)端口置 1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為 0Q端為 0Q^為 1 加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為 1 該場(chǎng)效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗 ,此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為 1 也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低 使得外加的 1 信號(hào)讀入后不一定是 1 若先執(zhí)行置 1 操作則可以使場(chǎng)效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作所以這類 I/O 口被稱為準(zhǔn)雙向口 89C51 的 P0/P1/P2/P3 口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們?cè)倏戳硪粋€(gè)問題從圖中可以看出這四個(gè)端口還有一個(gè)差別除了 P1 口外 P0P2P3 口都還有其他的功能。 9 當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 此系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)潔，將復(fù)雜的硬件功能用軟件實(shí)現(xiàn)，因此系統(tǒng)控制靈活，能很好地滿足本設(shè)計(jì)的基本要求和擴(kuò)展 要求。 LED 主要應(yīng)用在道路 交通信號(hào)燈、交通誘導(dǎo)信息顯示屏、可變交通標(biāo)志、倒計(jì)時(shí)顯示器和各種警告、警示燈具等交通安全產(chǎn)品上。 （ 4）常年使用后， LED 輸出光強(qiáng)急劇下降。 LED 之所以能夠在信號(hào)燈中得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)?LED 具有如下優(yōu)點(diǎn)： 單色 光，具有發(fā)散角 。以單片機(jī)制成的電子時(shí)鐘具有計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，功耗低的優(yōu)點(diǎn)。我們也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)馗纳菩盘?hào)燈的功能，使其日益完善，滿足現(xiàn)在交通的要求。 AT89S51 就是 51 系列中的一個(gè)比較成熟的型號(hào)，它完全兼容 51 單片機(jī)的指令。軟件采用匯編語(yǔ)言編寫實(shí)現(xiàn)，并依據(jù)程序應(yīng)用Keil 軟件進(jìn)行了仿真調(diào)試，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和反復(fù)修改，最終得到正確并符合設(shè)計(jì)要求的結(jié)果。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。隨著集成度的不斷提高，把眾多的外圍功能器件集成在片內(nèi)已經(jīng)具備了充分的條件。 LED 光源的信號(hào)燈單個(gè)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(hào)燈單個(gè)發(fā)光單元的功率一般在 80W~100W 之間，低壓鹵鎢燈泡光源的信號(hào)燈單個(gè)發(fā)光單元的視在功率一般在 40VA~60VA 之間。 LED 信號(hào)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(hào)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(hào)燈設(shè)計(jì)的主流。如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)交通燈定時(shí)控制，其示意圖如圖 所示。 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。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。 C to 70176。 按鍵手動(dòng)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 。 LED 顯示 屏在采用脈沖恒流方式驅(qū)動(dòng)時(shí)，充分利用了人眼的視覺惰性和運(yùn)動(dòng)感覺。靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為 n m 個(gè)像素屏，則需要 n m 套驅(qū)動(dòng)電路；動(dòng)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(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路， n m 個(gè)像素僅需 n m/P 套驅(qū)動(dòng)電路。Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境的主要 功能有以下幾點(diǎn)： 181。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。 定時(shí)器 T1 用于 1S時(shí)間計(jì)時(shí)。 表 交通燈信號(hào)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。該程序在模擬交通信號(hào)燈中起著非常重要的作用，沒有顯示程序，交通信號(hào)燈就如同失去了大腦，起不到指揮交通的作用。 點(diǎn)擊“開始 /停止調(diào)試”進(jìn)入軟件模擬的仿真窗口。 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)10GND20VCC40AT89S51LED1LED2LED3LED4LED5LED6D0D1D2D3D4D6D5D6D710KR110KR210KR310KR410KR510KR610KR710KR8Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7ABCLKMRVCCDATA/XPRDWR 圖 倒計(jì)時(shí)以及交通信號(hào)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。其工作時(shí)是縱向送字型碼，橫向從上往下進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，顯示完一個(gè)圖案所用的字型碼為 32 個(gè)字節(jié)。 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(yáng)極連接 LED 器件的恒流驅(qū)動(dòng)方式 由 LED 的特性可知，其 PN施加正向電壓時(shí)，流過的正向電流將使 LED 發(fā)光。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合性能分析，設(shè)計(jì)的單片機(jī)最 小系統(tǒng)如圖 所示。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。 EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 7 第 2 章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中采用 AT89S51 控制芯片， 以單片機(jī)為控制核心， 單片機(jī)從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示 ，由定時(shí)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(shí)， 4 組紅、黃、綠發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈和 16*16 點(diǎn)陣顯式 LED顯示行人通行與禁止）等 組成。近年來，新材料、新技術(shù)在道路交通領(lǐng)域不斷得到應(yīng)用， 發(fā)光二極管（ LED）在道路交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用更是有目共睹。 （ 3） LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)粗糙，功率因數(shù)偏低。而高亮度、低能耗 LED 在信號(hào)燈上的應(yīng)用，給信號(hào)燈產(chǎn)品帶來革命性的變化。 目前單片機(jī)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其應(yīng)用于儀器儀表中顯得更為優(yōu)越。在不斷拓寬交通道路以及修建新的交通要道的同時(shí)，交通信 號(hào)燈的用途變得更加明顯。 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，特別是 51 系列的單片機(jī)，由于其使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)上占有很大的份額。 設(shè)計(jì)完成的模擬交通信號(hào)燈控制器能夠準(zhǔn)確指揮交通，并具有人工控制功能，實(shí)現(xiàn)了人工智能一體化。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式 :一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。這也是單片機(jī)以后發(fā)展的重要趨勢(shì)。由此可見 LED 光源在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。 隨著節(jié)能、環(huán)保要求的提高， LED 與太陽(yáng)能結(jié)合的信號(hào)燈將普及，但需解決與交通信號(hào)控制機(jī)的配合問題。 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(guān) 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(shí)用按鍵開關(guān) K0 控制兩道均為紅燈 ,以便急救車通過，急救車的通行時(shí)間為 10 秒，急救車過后，交通燈恢復(fù)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(shí)間 （以秒單位作減計(jì)數(shù)）； 16 16點(diǎn)陣式 LED 能夠顯示行人“禁止通行”與“允許通行”的圖案。對(duì)于 16*16點(diǎn)陣式 LED,我們采用 8255 芯片外部擴(kuò)展。 P2 口： P2口為一個(gè)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉 電阻拉高，且作為輸入。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。通常 A口、 B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 C Vcc 最高電壓： 7V 輸入最高電壓： 7V 最大輸出驅(qū)動(dòng)能力： 高電平：－ 低電平： 8mA 圖 74LS164 引腳圖 圖 74LS164 邏輯符號(hào) 13 74LS273 芯片簡(jiǎn)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(fù)位 CLR,低電平有效 ,當(dāng) 1 腳是低電平時(shí) ,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(fù)位 。 按鍵控制電路設(shè)計(jì) 按鍵控制是交通信號(hào)燈控制的一個(gè)重要功能，通過按鍵能對(duì)模擬交通信號(hào)燈實(shí)行了人工控制，實(shí)現(xiàn)了人工與智能一體化。當(dāng)顯示穩(wěn)定的，連續(xù)的，無閃爍的動(dòng)態(tài)圖象時(shí)，要求幀刷新率要 Vf =30Hz，點(diǎn)亮頻率 Ff =120Hz。另外，對(duì)于靜態(tài)顯示方式， 需要較多的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置，需要的引線也比較多；對(duì)于動(dòng)態(tài)掃描顯示方式