【文章內(nèi)容簡介】 極管 9012。因為每段輸出口需吸收 24mA 電流，所以電路設(shè)計中使用驅(qū)動集成塊 74HC244。 LED 顯示接 口硬件電路由 74HC244 緩沖器、 LED 顯示器組成。如圖 所示 74HC244 用來提高 LED 顯示器的驅(qū)動能力。 在實際使用中 LED 顯示器都是多位的。對多位 LED 顯示器，通常采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，即逐個循環(huán)點亮各位顯示器。雖然這樣在任一時刻只有一位顯示器被點鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 14 頁 共 41 頁 亮，但由于視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器同時點亮效果完全一樣。為了顯示 LED顯示器的動態(tài)掃描，不僅要給顯示器提供段（字形代碼）的輸入之外，還要對顯示器加位控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位 LED 顯示器接口電路需要有兩個輸出口，其中一個用于 輸出 8 條段控線（有小數(shù)點顯示）；另一個用于輸出位控線，位控線的數(shù)目等于顯示器的位數(shù)。 時間 顯示驅(qū)動電路如圖 所示。 圖 時間顯示驅(qū)動電路 特種車輛自動通行電路 一般情況下交通燈都按車流量大小分配通行時間，按固有規(guī)律變化，但有特殊車輛（如 11 120）急需通行時，如何控制呢？本文中設(shè)計緊急通行開關(guān)，當(dāng)特種車輛到來時能自動關(guān)閉所有綠燈，讓特種車輛通過。設(shè)計中特種車輛可采用紅外線發(fā)生器為發(fā)信器，用實時中斷來響應(yīng)特種車的通行要求。接收的紅外信號通過內(nèi)部的集成電路來進行放大、解調(diào)，由輸出端的輸出編碼脈沖信 號經(jīng)過三極管反相放大送至接收器，解調(diào)模塊再進行譯碼。紅外接收器采用的是一體化紅外接收器，具有靈敏度高和抗干擾能力強的性質(zhì) [13]。紅外遙控接收電路原理框圖如圖 所示。 圖 紅外接收原理框圖 信號接收 信號放大 電源驅(qū)動 單片機控制 紅外接收裝置 信號解調(diào) 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 15 頁 共 41 頁 盲人提示音電路 為方便盲人通過行人道，在道口自動控制系統(tǒng)中設(shè)計了聲音提示電路，該聲音控制電路與人行道控制燈的綠燈是同步的，當(dāng)綠燈亮?xí)r響一次，在結(jié)束通行前 10s 綠燈閃爍 ,期間盲人提示音會間隔響 5 次，每次 1s。盲人提示音采用的是悅耳、柔和的低音。盲人提示音電路如圖 所示。 圖 盲人提示音電路 電源電路 整個系統(tǒng)采用的是 +5V電壓，因此采用不可調(diào)的 3 端穩(wěn)壓器件，用 LM7850 就可以滿足系統(tǒng)電源的要求。 LM7850 內(nèi)部是由基準(zhǔn)電壓回路、恒流源、過流保護、過壓保護和短路保護回路等 8 部分組成的三端集成穩(wěn)壓電源，且其低功耗，高效率，紋波系數(shù)小，輸出電壓穩(wěn)定。 LED 顯示接口電路 LED 顯示器簡介 通常所說的 LED 顯示器由 7 個發(fā)光二極管組成因此也稱之為七段 LED 顯示器，其排列形狀如圖 所示。此 外，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管（在圖中以 dp 表示），用于顯示小數(shù)點。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他符號。 LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： (1) 共陽極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接 +5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入高電平的則不點亮。 (2) 共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而輸入低電平的則不點亮。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 16 頁 共 41 頁 圖 LED 顯示器結(jié)構(gòu)圖 使用 LED 顯示器時要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或符號，要為 LED顯示器提供代碼，這些代碼是為顯示字形的，因此稱之為字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個小數(shù)點位，共計八段。因此提供給 LED 顯示器的字形代碼正好一個字節(jié)。各代碼位的對應(yīng)關(guān)系如表 。 表 代碼對應(yīng)關(guān)系表 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 顯示段 dp g f e d c b A 74HC244 緩沖器芯片介紹 74HC244 是一種三態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動器，該芯片的 引腳圖如圖 38 所示。由圖可見，該緩沖器有 8 個輸入端，分為兩路 ——1A1～ 1A4， 2A1～ 2A4，同時 8 個輸出端，也分為兩路 ——1Y1～ 1Y4， 2Y1～ 2Y4，分別由 1G 和 2G 作為它們的選通工作信號。當(dāng)記為低電平時， 1Y1～ 1Y4 的電平與 1A1～ 1A4 的電平相同，即輸出反映輸入電平的高低；同樣，當(dāng) 2G 為低電平時， 2Y1～ 2Y4 的電平與 2A1～ 2A4 的電平相同。而當(dāng) 1G（或 2G）為高電平時，呈高阻態(tài)，輸出 1A1～ 1A4（或 2A1～ 2A4）為高阻態(tài)。經(jīng) 74HC244 緩沖后，輸入信號被驅(qū)動，輸出信號的驅(qū)動能力加大 了。 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 17 頁 共 41 頁 、 圖 74HC244 引腳示意圖 4 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計思路及流程圖 交通道口交通燈控制系統(tǒng)的控制程序主要包括以下幾個部分：主程序 、 紅綠燈時間動態(tài)調(diào)節(jié) 程序 、 顯示程序 、 定時中斷程序、車輛檢測延時程序和特種車輛實時響應(yīng)程序等。 主程序 主程序主要是負(fù)責(zé)總體程序的管理功能，實現(xiàn)人與機的交互設(shè)定。因為設(shè)計采用動態(tài)掃描方式顯示時間，所以主程序大部分時間要調(diào)用掃描顯示程序。主程序流程圖如 圖 所示。 圖 主程序流程圖 Y N 顯示程序 開始 =0 ? 鍵功能程序 初始化 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 18 頁 共 41 頁 定時中斷服務(wù)程序 定時中斷服務(wù)程序是用于行車及行人通行的通行指示，按通行的規(guī)律，紅綠燈的控制轉(zhuǎn)換邏輯如表 所示 。 表 道口通行方式控制碼數(shù)據(jù)表 通行規(guī)則如下： （ 1）南北方向的行車直行，各路右拐，南北向行人通行，設(shè)置南北向通行時間為1min,且各路右拐比直行滯后 10s 放行。 （ 2）南北方向的行車向左拐，各路右拐，行人禁止通行。通行時間為 1min。 （ 3）東西方向的行車直行，各路右拐，東西方向的行人通行。東西方向通行時間為 1min，且各路右拐比直行要滯后 20s 放行。 （ 4）東西方向的行車向左拐，各路右拐，行人禁止通行。通行時間為 1min。 南北方向 端口 控制功能 120～ 110s 110～ 70s 70～ 60s 60～ 10s 10～ 0s P﹡ .7 左拐紅 0 0 0 1 1 P﹡ .6 左拐綠 1 1 1 0 0/1 P﹡ .5 直行紅 1 1 1 0 0 P﹡ .4 直行綠 0 0 0/1 1 1 P﹡ .3 右拐紅 0 1 1 1 1 P﹡ .2 右拐綠 1 0 0 0 0/1 P﹡ .1 行人紅 1 1 1 0 0 P﹡ .0 行人綠 0 0 0/1 1 1 道口控制字 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H/DDh 東西方向 P﹡ .7 左拐紅 0 0 0 0 0 P﹡ .6 左拐綠 1 1 1 1 1 P﹡ .5 直行紅 0 0 0 0 0 P﹡ .4 直行綠 1 1 1 1 1 P﹡ .3 右拐紅 0 1 1 1 1 P﹡ .2 右拐綠 1 0 0 0 0/1 P﹡ .1 行人綠 0 0 0 0 0 P﹡ .0 行人紅 1 1 1 1 1 道口控制字 55H 99H 59H 59H 59H/5DH 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 19 頁 共 41 頁 上述的 4 種交通規(guī)則是通過控制紅綠燈端口送控制碼的方式來實現(xiàn)。其原理是根據(jù)不同規(guī)則通行時各路口的紅綠燈亮滅情況轉(zhuǎn)換為單片機端口的控制碼。指示燈功能通過T0 定時中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)。定時器 T0 定時溢出的中斷周期設(shè)為 50ms,中斷累計 20 次時對 120s 倒計時單元進行減 1 操作。本設(shè)計中將 4 種通行規(guī)則分成幾種不同的亮燈方式，通過查詢秒倒計時單元的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)在不同的時間段給控制端口送不同的控制數(shù)據(jù)碼?？刂拼a分為 120s～ 110s、 110s～ 70s、 70s～ 60s、 60s～ 10s、 10s～ 0s 這 5 個時間段。交通燈管理定時功能程序 流程圖如圖 所示。 圖 T0定時中斷服務(wù)程序流程圖 特種車輛自動放行中斷服務(wù)程序 當(dāng)有特種車輛經(jīng)過時，車中就發(fā)射紅外線信號，其信號將被道口控制板上的紅外信號接收器接收，并有一個低電平輸出觸發(fā)外中斷。特種車輛自動放行的中斷流程圖如圖Y Y Y Y Y N N N N N T0中斷程序 現(xiàn)場保護 關(guān)中斷 T0 T0初值重裝 東西或南北標(biāo)志位取反 MOV SN,99H MOV EW,59H MOV SN,99H MOV EW,59H MOV SN,6AH MOV EW,59H MOV SN,6AH MOV EW,59H MOV SN,66H MOV EW,55H TIME110 ? TIME70 ? TIME60 ? TIME10 ? TIME=0 ? 中斷返回 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 20 頁 共 41 頁 所示。 圖 特種車輛自動放行的中斷流程圖 車輛檢測中斷服務(wù)程序 車輛檢測電路主要是測量由于紅燈而導(dǎo)致的滯留車隊的長 度，因此在紅燈結(jié)束時讀入的車隊長度才是真正的滯留車隊長度。本文選取紅燈還剩 2s 時讀入路況信息 [14]。車輛檢測中斷流程圖如圖 所示。 圖 車輛檢測中斷流程圖 存儲器及 I/O 口接口地址 本設(shè)計中，單片機的程序起始地址為 0000H，定時器 T0 中斷程序入口地址為 000BHN 外中斷程序 現(xiàn)場保護 關(guān)外中斷 1 開定時器 1 送全紅燈，數(shù)據(jù)緩存 15s 倒計時 結(jié)束 關(guān)定時器 T1，開外中斷 1 現(xiàn)場恢復(fù)，中斷返回 紅燈顯示 Y Y N 中斷響應(yīng) 現(xiàn)場保護 關(guān)外中斷 東西方向紅燈還剩 2s時讀入該方向的路況 南北方向紅燈還剩 2s時讀入該方向的路況 關(guān)定時器，開外中斷 開啟定時器 相應(yīng)方向通行時間增加 中斷返回 東西方向車數(shù)量 =南北方向車數(shù)量？ 鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 21 頁 共 41 頁 定時器 T1 的中斷程序入口地址為 001BH，命令 /狀態(tài)寄存器地址為 0080H， P1 口地址為 0090H， P2 口地址為 00A0H。 LED 顯示電路有關(guān)編程 LED 顯 示電路中最重要的是十六進制數(shù)字形代碼表，如表 所示： 表 十六進制數(shù)字形代碼表 字型 共陽極代碼 共陰極代碼 字型 共陽極代碼 共陰極代碼 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F BEH 71H 7 F8H 07H 滅 FFH 00H 8 80H 7FH 5 交通燈控制系統(tǒng)的調(diào)試 調(diào)試方法 以電子線路為基礎(chǔ)的各種電子產(chǎn)品在安裝完成后一般都要進行調(diào)試，才能正常地進行工作。在調(diào)試過程中常常會出現(xiàn)各種電路故障，經(jīng)過檢測、排查，才能準(zhǔn)確地排除故障。調(diào)試主要是包括調(diào)整和測試兩個部分。 調(diào)整主要是對電路參數(shù)的調(diào)整。一般是對電路中可調(diào)元器件，例如電容、電感等部分進行調(diào)整，使電路功能達到預(yù)期的效果。測試主要是對電路的各項技術(shù)指標(biāo)和功能進行測試和檢查，并與設(shè)計要求的性能指標(biāo)相比較，以確定電路是否能實現(xiàn)預(yù)期的功能。 調(diào)試和調(diào)測試是相互依賴、互相補充的，統(tǒng)稱為 調(diào)試。由于在實際工作中，二者是一項工作的兩個方面。經(jīng)測試、調(diào)整、再測試、再調(diào)整，直到實現(xiàn)電路要求的設(shè)計指標(biāo)為止。能夠采用適當(dāng)?shù)姆椒ú檎?、判斷和確定故障的具體部位及其原因，是故障檢測的關(guān)鍵。 在應(yīng)用中，我們檢測電子線路故障經(jīng)常采用觀察法。觀察法又分為靜態(tài)觀察法和動態(tài)觀察法。所謂靜態(tài)觀察法就是在電子線路通電前通過目視檢查找出某些故障。主要檢鹽城師范學(xué)院畢業(yè) 論文（ 設(shè)計 ） 第 22 頁 共 41 頁 查焊點是否虛焊、導(dǎo)線接頭是否接好、接插件是否松脫、管腳是否插錯方向或折彎等。當(dāng)靜態(tài)觀察沒有發(fā)現(xiàn)異常時，可進一步采用動態(tài)觀察法。 動態(tài)觀察法又稱通電觀察法，即給電路通電后，通過 觀察電路內(nèi)有無打火，冒煙現(xiàn)象，或是聞到電路內(nèi)有無燒焦、燒糊的異味；手觸摸一些器件有無發(fā)燙。發(fā)現(xiàn)異常立刻斷開電源。由通電觀察，可以確定故障原因，但大部分情況下并不能確認(rèn)故障的確切位置。例如集成電路的發(fā)熱，可能是周邊電路故障導(dǎo)致的，也可能是供電電壓有問題，或負(fù)載過重等問題。因此配合其他檢測方法，分析判斷，可更準(zhǔn)確找出故障所在。 調(diào)試及性能分析 紅綠燈控制程序 不通過定時器 T0，直接可按照表