【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害。 超大規(guī)模集成電路還具有熱保護(hù)功能，當(dāng)任何一片的溫度超過一定值時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。 為什么數(shù)碼管亮度不均勻？ 關(guān)于亮度一致性的問題是一個(gè)行業(yè)內(nèi)的常見問題。 有二個(gè)大的因素影響到亮度一致性。 一是使用原材料芯片的選取，一是使用數(shù)碼管時(shí)采取的控制方式。 原材料 芯片的 VF 和亮度和波長(zhǎng)是一個(gè)正態(tài)分布， 即使篩選過芯片， VF和亮度和波長(zhǎng) 已在一個(gè)很小的范圍了，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品還是在一個(gè)范圍內(nèi) ,結(jié)果就是亮度不一致。 要保證數(shù)碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別 最好的辦法是恒流控制，流過每一個(gè)發(fā)光二極管的電流都是相同的，這樣發(fā)光二極管看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導(dǎo)致 VF 不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同。 當(dāng)然以上二個(gè)條件是相輔相成的。 怎樣測(cè)量數(shù)碼管引腳，分共陰和共陽(yáng) ? 找公共共陰和公共共陽(yáng)首先，我們找個(gè)電源（ 3到 5伏）和 1 個(gè) 1K（幾百的也歐的也行）的電阻， VCC 串接個(gè)電阻后和 GND 接在任意 2 個(gè)腳上，組合有 很多，但總有一個(gè) LED 會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，然后用 GND 不動(dòng)， VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè) LED（一般是 8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用 VCC 不動(dòng)， GND 逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè) LED（一般是 8 個(gè)），那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。 Keil C51 軟件分析 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維 護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語(yǔ)言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 下面詳細(xì)介紹 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu) ，如圖 26所示， C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可 以直接寫入程序存貯器如EPROM 中。 圖 26 C51 工具包整體結(jié)構(gòu)圖 透過 Keil uVision2 的 IDE(整合發(fā)展環(huán)境 )，提供 80C51 匯編語(yǔ)言與 C51語(yǔ)言的編輯、組譯 /連結(jié)、除錯(cuò) /模擬測(cè)試，并具備完善的項(xiàng)目管理系統(tǒng) (Project)，以及系統(tǒng)文件說明等 功能。圖 27顯示 Keil μVision2 的功能結(jié)構(gòu)，說明如下： μVision2 IDE 提供項(xiàng)目管理的整合作業(yè)環(huán)境，擁有編譯、組譯、連結(jié)等，建構(gòu)項(xiàng)目的功能。 提供各種廠牌型號(hào) 80C51 核心兼容單芯片系統(tǒng)的開發(fā)使用。 C51 提供 ANSI C 程序語(yǔ)言編譯器 (ANSI C Compiler)； A51:提供 8051 匯編程序組譯器 (Macro Assembler)。 在程序的連結(jié)時(shí)，提供 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)鏈接庫(kù)、 LIB51 鏈接庫(kù)管理員，與 RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 μVision Debugger ：有強(qiáng)大的除錯(cuò)工具和 平行仿真系統(tǒng)?？蓤?zhí)行單步執(zhí)行，芯片內(nèi)部緩存器、內(nèi)存、輸出入界面的實(shí)時(shí)監(jiān)看功能。 圖 27: Keil C51 功能方塊圖 ： 項(xiàng)目窗口又可分為三種頁(yè)面： {File}、 {Regs}、 {Books}。點(diǎn)選窗口下方的標(biāo)示做頁(yè)面的切換。在進(jìn)入除錯(cuò)功能 (debug)時(shí)， {Regs}會(huì)顯示 8051 的緩存器狀態(tài)、 {Books}顯示 μVision2 的在線操作說明書。 {File}負(fù)責(zé)管理項(xiàng)目的所有檔案， {File}又可分為三個(gè)層級(jí) ―Target GroupFile，說明如下： Target：在此層 級(jí)中，可以選擇使用的芯片、頻率頻率與內(nèi)存等裝置的配置方式。在同一個(gè)項(xiàng)目中，可以擁有一個(gè)以上的 ”Target” 。兩個(gè) Target 之間基本上可以共享相同的原始程序檔案，但是可以各自有著不同的輸出入設(shè)定或不同的裝置，透過建立不同的 Target，我們可以得到不同的輸出程序版本。有關(guān)Target的選項(xiàng)設(shè)定，可在 Target圖標(biāo)上按鼠標(biāo)右鍵，在快速選單上點(diǎn)選 [Options for Target ‘Target’] ，顯示 [Options for Target ‘Target 1’] 對(duì)話框。 Vision2為了方便我們 能容易地撰寫兼容各式 CPU的程序，特別在 [Options for Target ‘Target 1’] 對(duì)話框中的裝置數(shù)據(jù)庫(kù) (Device Database)，準(zhǔn)備了各式 CPU 的數(shù)據(jù)。只要我們決定了 CPU 的型號(hào)， μVision2 就會(huì)自動(dòng)將一切環(huán)境的參數(shù) (如 CPU 頻率、內(nèi)存配置 ? 等等 )設(shè)定好，無須使用者再操心了。 圖 28 Keil C51 項(xiàng)目建立流程圖 Keil C51 具體的開發(fā)界面如圖 29 所 示。 圖 29 KeilC51 界面 proteus 軟件分析 proteus 軟件介紹 建立新方案 方案加入檔案 編輯修改程序 編譯與連接程序 除錯(cuò) 與 連接模塊 Proteus(海神 )的 ISIS 是一款 英國(guó) Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件， Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA工具一樣的原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動(dòng)的，針對(duì)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(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試，如有顯示及輸出，還能 看到運(yùn)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 儀等 Proteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的 VSM技術(shù) ,用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 其功能模塊 :— 個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的 ISIS 原理布圖工具； PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真 。 ARES PCB 設(shè)計(jì) . 該軟件的特點(diǎn)： ① 全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 ② 具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS 一 232 動(dòng)態(tài)仿真、 1 C 調(diào)試器、 SPI調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。③ 目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、PIC18 系列、 Z80系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。④ 支持大量的存 儲(chǔ)器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真 5 AVR、 PIC。 ③ Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 proteus 的工作過程 (1)proteus 的工作過程 運(yùn)行 proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過工具欄中的 p(從庫(kù)中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的 Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在 source 菜單的 Add/remove source files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過 debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。 (2)Proteus 軟件所提供的元件資源 Proteus 軟件所提供了 30多個(gè)元件庫(kù)，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字 和模擬、交流和直流等。 (3)Proteus 軟件所提供的儀表資源 在 Proteus 軟件包中，不存在同類儀表使用數(shù)量的問題。 除了測(cè)試儀表外， Proteus 還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方 式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似但 功能更多。 (4)Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試， Proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。 對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute 菜單項(xiàng)或 F12 快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用 debug 菜單下的 pause animation 菜單項(xiàng)或 pause鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用 debug菜單下的 stop animation 菜單項(xiàng)或 shiftbreak組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。 對(duì)于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行 debug 菜單下的 start/restart debugging 菜單項(xiàng)命令，此時(shí)可以選擇 step over 、 step into 和 step out 命令執(zhí)行程序 (可以用快捷鍵 F F11 和 ctrl+F11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了 start / restart debuging 命令后，在 debug 菜單的下面要 出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。 第 3 章 交通燈總體設(shè)計(jì)方案 目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用 CPLD 實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)，有應(yīng)用 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法。由于 AT89C52 單片機(jī)自帶有 2個(gè)計(jì)數(shù)器， 兩個(gè)外部中斷 ，能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。用單片機(jī)設(shè)計(jì)不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且成本低。用其設(shè)計(jì)的交通燈也滿足了要求，所以本文采用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈。 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制電路，根據(jù)設(shè)定好的周期時(shí)間能夠指揮車輛在十字路口完成 左轉(zhuǎn)和直行交替運(yùn)行。在相同的時(shí)間里提高通車的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實(shí)際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來調(diào)整主次干道的通車時(shí)間，降低交通擁擠堵塞現(xiàn)象。增加對(duì)出現(xiàn)特殊情況的處理能力。 采用 AT89C52 單片機(jī)作為控制器，通行倒計(jì)時(shí)顯示采用 LED數(shù)碼管，通行指示燈采用發(fā)光二極管， LED 顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，以節(jié)省端口數(shù)。車流量變大時(shí)，可通過方程式開關(guān)控制按鈕 繁忙 改變十字路口各個(gè)方向的通車時(shí)間，使交通更順暢，減少堵塞。按以上系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)， AT89C52 單片機(jī)端口剛好滿足要求。該系統(tǒng)具有電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，耗電較少，可靠性 高等特點(diǎn)。 繁忙 情況用 控制，當(dāng)不同時(shí)段，車流量增加的程度不一樣時(shí)，可通過方程式控制按鈕開關(guān) 繁忙 狀態(tài)來選擇合適的周期。 （ 1）各個(gè)方向除了要有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。 （ 2）正常狀態(tài)下主干道通車時(shí)間為 60s，次干道通車時(shí)間為 40s。 （ 3）車流量增大時(shí)通過方程式控制按鈕手動(dòng)控制延長(zhǎng)主干道通車時(shí)間 。 （ 4）紅、綠信號(hào)燈轉(zhuǎn)換時(shí)，需亮 3s的黃燈作為過渡，以使行駛中的車輛有時(shí)間?？康浇芯€以外。 上下班高峰期時(shí)可按下按鈕 繁忙 進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。方程式控