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正文內(nèi)容

模擬交通燈畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-14 17:30 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí),外電路可以不配置上拉電阻。圖 獨(dú)立式鍵盤(pán)電路 七段 LED 顯示工作原理LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的 MCS51 單片機(jī)輸出設(shè)備。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常采用七段 LED 數(shù)碼管作為顯示器,這重顯示器具有耗電低、配置靈活、線路簡(jiǎn)單、安裝方便、耐轉(zhuǎn)動(dòng)、價(jià)格低廉且壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此應(yīng)用比較廣泛。LED 數(shù)碼管顯示器可以分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。(1)共陰極結(jié)構(gòu):如果所有的發(fā)光二極管的陰極接在一起,稱(chēng)為共陰極結(jié)構(gòu),則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效,當(dāng)某段輸入高電平該段便發(fā)光,如圖 所示。(2)共陽(yáng)極結(jié)構(gòu):如果所有的發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起,稱(chēng)為共陽(yáng)極結(jié)構(gòu),則數(shù)碼顯示段輸入低平有效,當(dāng)某段輸入低電平該段便發(fā)光,如圖 所示。 a .共陰極 b .共陽(yáng)極圖 七段 LED 顯示器 (3)LED 動(dòng)態(tài)顯示接口:LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管的+V89S段選碼和對(duì)應(yīng)于該位數(shù)碼管的位選控制信號(hào),一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。對(duì)每位數(shù)碼管來(lái)說(shuō),每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次,如此循環(huán)。利用人眼的“視覺(jué)暫留”效應(yīng),只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。在動(dòng)態(tài)顯示方式中,同一時(shí)刻,只有一位 LED 數(shù)碼管在顯示,其他各位是關(guān)閉的。在段選碼和位選碼每送出一次后,應(yīng)保持 1ms 左右,這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。不能太小,因而發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時(shí),導(dǎo)通時(shí)間太小,發(fā)光太弱人眼無(wú)法看清。但也不能太大,因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率,而且此時(shí)間越長(zhǎng),占用 CPU 時(shí)間也越多。采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 接口,硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單,但其亮度不如靜態(tài)顯示方式,而且在顯示位數(shù)較多時(shí),CPU 要依次掃描,占用 CPU 較多的時(shí)間。用 MCS51 單片機(jī)構(gòu)建七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)時(shí),4 位數(shù)碼管均采用共陰極LED,p0 接口作為段選碼輸出口,8 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS244 總線驅(qū)動(dòng)器作為字形驅(qū)動(dòng)芯片,經(jīng)過(guò) 8 路驅(qū)動(dòng)電路后接至數(shù)碼管的各段,字形驅(qū)動(dòng)輸出 0 時(shí)發(fā)光。P2 接口作為位選碼輸出口,4 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS07(OC 門(mén)驅(qū)動(dòng)器) ,當(dāng) C 接口線輸出 1 時(shí),選通相應(yīng)位的數(shù)碼管工作。 電路原理電路的核心是 89S51 單片機(jī),其內(nèi)部帶有 4KB 的 FlashROM,無(wú)須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器;電腦沒(méi)有大量的運(yùn)算和暫存數(shù)據(jù),現(xiàn)有的 128B 片內(nèi) RAM 已能滿足要求,也不必?cái)U(kuò)展片外 RAM,系統(tǒng)配備 4 位 LED 顯示和 2 個(gè)單接口鍵盤(pán),采用 P0 接口外接 8 路反相三態(tài)緩沖器 74LS244 作 LED 動(dòng)態(tài)掃描的段碼控制驅(qū)動(dòng)信號(hào),用 P1 接口的 外接一片集電極開(kāi)路反相門(mén)電路 74LS07 做為 4 位 LED 的位選信號(hào)驅(qū)動(dòng)口, LED 共陰極端與 74LS07 的輸出端相連;按鍵接口,由 , 來(lái)完成。P3 口接交通指示燈,整個(gè)系統(tǒng)采用查表的方發(fā),將交通燈的顯示情況和數(shù)碼管的計(jì)時(shí)情況,分別以代碼的形式送到指示燈和 LED 數(shù)碼管,啟動(dòng)定時(shí)器,同時(shí)調(diào)用顯示程序,和查詢按鍵。利用軟件計(jì)數(shù)器的方法計(jì)時(shí)一秒,利用中斷的方法使計(jì)時(shí)時(shí)間循環(huán),當(dāng)按下應(yīng)急按鍵時(shí)停止定時(shí)器,送一個(gè)代碼使兩個(gè)方向都亮紅燈,按下一個(gè)按鍵時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器,恢復(fù)循環(huán)。如圖 所示EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10VCC40GND20U189S511G1 A12 1Y1 18A24 1Y216A36 1Y314A48 1Y412VCC20GND102G19 B111 2Y1 9B213 2Y27B315 2Y35B417 2Y43U274LS244R1RES2 R2RES2R3RES2R4RES2R5RES2R6RES2R7RES2R8RES2R9RES2R10RES2R11RES2R12RES2R13RES2R14RES2R15RES2R16RES2R17RES2R19RES2R20RES2S3 SWPBS1SWPBS2SWPBD1 LEDD2 LEDD3 LEDD4 LEDD5 LEDD6 LEDD7 LEDD8 LEDC1CAP1A1 1Y22A3 2Y43A5 3Y6GND7 4Y 84A95Y 105A 116Y126A 13VCC 14U3LEDe1d23c4dp5b6a78f9g10a bcdef gD12LEDe1d23c4dp5b6a78f9g10a bcdef gD13LEDe1d23c4dp5b6a78f9g10a bcdef gD14LEDe1d23c4dp5b6a78f9g10a bcdef gD15LEDVCCVCCVCCVCC圖 電路原理圖4 軟件設(shè)計(jì) 定時(shí)1秒的方法定時(shí)方法我們采用軟硬件結(jié)合的方法,在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為 20 的軟件計(jì)數(shù)器使定時(shí)器 0 工作于方式 1 定時(shí) 50 毫秒,這樣每當(dāng) T0 到 50 毫秒時(shí) CPU 就響應(yīng)它的溢出中斷請(qǐng)求,進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中,CPU 先使軟件計(jì)數(shù)器減 1,然后判斷它是否為零。為零表示 1 秒已到。 定時(shí)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送初值,將這個(gè)值送到 TH 和 TL 中。他是以加法記數(shù)的,并能從全 1 到全 0 時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此工作于方式 1,定時(shí)器為 16位計(jì)數(shù)器其定時(shí)時(shí)間由下式計(jì)算:定時(shí)時(shí)間=(2 16-X)振蕩周期12(或)X=216-定時(shí)時(shí)間/振蕩周期12式中 x 為 T0 的初始值,該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。如單片機(jī)的主脈沖頻率為12MHZ ,經(jīng)過(guò)12分頻方式 0  定時(shí)時(shí)間=2 13  1 微秒= 毫秒方式 1  定時(shí)時(shí)間=2 16 1 微秒= 毫秒秒鐘已經(jīng)超過(guò)了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間,所以我們只有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問(wèn)題,定時(shí)器需定時(shí) 50 毫秒,故T0 工作于方式 1,定時(shí) 20 次,就可定時(shí)一秒。 主程序模塊主程序初始化和按鍵控制,首先將時(shí)間、中斷、次數(shù)、和顯示分別進(jìn)行初始化,然后啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)時(shí)間進(jìn)行判斷,將時(shí)間送數(shù)據(jù)緩沖區(qū),調(diào)用顯示程序,同時(shí)掃描按鍵程序,用無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令返回, 再調(diào)用顯示程序,如此周而復(fù)始的循環(huán),如圖 所示保 存 表 地 址查 時(shí) 間 表查 燈 狀 態(tài) 表掃 描 按 鍵調(diào) 用 顯 示啟 動(dòng) T0顯 示 初 始 化次 數(shù) 初 始 化中 斷 初 始 化T0初 始 化開(kāi) 始圖 主程序流程圖主程序:初值:X=2 16-定時(shí)時(shí)間/振蕩周期12=2 16-50ms/1us=15536=3CB0H,TH0=3CH , TL0=0B0H。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART: MOV TMOD, 01H。 令T0 為定時(shí)器方式1 MOV TH0, 3CH ;裝入定時(shí)器初值 MOV TL0, 0B0H   SETB EA ;開(kāi)T0 中斷SETB TF0 SEBT  TR0        ;啟動(dòng)T0 計(jì)數(shù)器 MOV   R0,  20H    ;軟件計(jì)數(shù)器賦初值  LJMP $         ; 等待中斷 中斷服務(wù)程序模塊進(jìn)入中斷程序后,先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng),判斷一秒鐘到了嗎?如果沒(méi)有到將定時(shí)器重裝初值恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng),返回主程序,如果一秒鐘到了,將軟件計(jì)數(shù)器重初值;判斷指示燈循環(huán)顯示完了嗎?如果沒(méi)完,將保地址重新送入程序計(jì)數(shù)器中,然后再查表下一地址,顯示下一組指示燈狀態(tài)和顯示時(shí)間,保存下一組程序數(shù)據(jù)地址,將定時(shí)器重裝初值,恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng),返回主程序,如果完了,查表首地址,查時(shí)間地址,保存下一地址,將定時(shí)器重裝初值,恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)
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