【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 26 mA,Ports 1, 2, 3: 15 mA。 Maximum total I for all output pins: 71 mA.這里是說： 每個(gè)單個(gè)的引腳，輸出低電平的時(shí)候，允許外部電路，向引腳灌入的最大電流為 10 mA； 每個(gè) 8 位的接口（PP2 以及 P3），允許向引腳灌入的總電流最大為 15 mA，而 P0 的能力強(qiáng)一些，允許向引腳灌入的最大總電流為 26 mA； 全部的四個(gè)接口所允許的灌電流之和，最大為 71 mA。而當(dāng)這些引腳“輸出高電平”的時(shí)候，單片機(jī)的“拉電流”能力可以說是太差了，竟然不到 1 mA。結(jié)論就是：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出低電平的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)能力尚可，而輸出高電平的時(shí)候，就幾乎沒有輸出電流的能力。有些人對(duì)上拉電阻情有獨(dú)鐘，不管電路是否需要上拉電阻，他們都想在所有的管腳上全部安裝上拉電阻，甚至有些單片機(jī)的開發(fā)板上確實(shí)是所有的IO口都裝上了排阻。他們給出的理由是：系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，運(yùn)行速度快等等。 其實(shí)，“上拉電阻”和“拉電流負(fù)載”電路，是會(huì)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)造成不良后果的。很多關(guān)于單片機(jī)引腳以及上拉電阻方面的書籍、參考資料，基本上它們對(duì)于使用上拉電阻的弊病都沒有進(jìn)行仔細(xì)的討論。綜上所述，灌電流負(fù)載，是合理的；而“拉電流負(fù)載”和“上拉電阻”會(huì)產(chǎn)生很大的無效電流，這種電路不合理。因此，在設(shè)計(jì)單片機(jī)的負(fù)載電路時(shí)，應(yīng)該采用“灌電流負(fù)載”的電路形式，以避免無謂的電流消耗。本設(shè)計(jì)的四組車道紅綠燈(共12盞)~~，由于單片機(jī)正常通電時(shí)所有管腳都為高電平，而proteus仿真軟件的元件庫里找到的紅綠燈為紅，黃，綠三色共陰極二極管，高電平驅(qū)動(dòng)，與本文設(shè)計(jì)的低電平驅(qū)動(dòng)方式相反，所以需要給每個(gè)控制管腳都加上反相器。單片機(jī)正常上單后輸出的高電平通過非門以后得到的低電平是不能點(diǎn)亮紅綠燈的，而控制某些管腳輸出低電平通過非門得到的高電平則可以使某些LED發(fā)光。在實(shí)際焊接電路的過程中，加十二個(gè)非門過于麻煩，僅僅需要將每組共陰極的LED改成共陽極，然后將IO口直接接到驅(qū)動(dòng)端即可。至于四個(gè)右轉(zhuǎn)方向上的常亮綠燈，則將它們的陽極接Vcc，一直亮綠燈。~，其中，當(dāng)車道的紅燈或者黃燈亮?xí)r，人行橫道的紅燈亮，禁止行人通行；當(dāng)車道綠燈亮?xí)r（其他車道的車輛完全停下來時(shí)），人行橫道綠燈亮，行人可以通行。但是，在制作實(shí)物的時(shí)候，卻并沒有加上或門，因?yàn)楫?dāng)車道的黃燈亮?xí)r，人行橫道應(yīng)該亮穩(wěn)定的紅燈，而它卻跟著黃燈閃爍，這達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，與其這樣，還不如去掉或門，將人行橫道紅燈的驅(qū)動(dòng)端直接與車道紅燈的驅(qū)動(dòng)端相連，以較少焊接的復(fù)雜程度。兩個(gè)紅燈并聯(lián)和兩個(gè)綠燈并聯(lián)是為了讓斑馬線兩邊的行人都可以看到。另外三個(gè)方向上的交通燈所對(duì)應(yīng)的人行橫道紅綠燈同理，此處不再一一贅述。： LED循環(huán)顯示原理圖 數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七段發(fā)光二級(jí)管組成8字形構(gòu)成的，再加上小數(shù)點(diǎn)就是8段。這些段分別用字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當(dāng)數(shù)碼管某些段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)出亮光，形成了我們眼睛所看到的數(shù)字。LED數(shù)碼管中的發(fā)光二極管共有兩種連法，：共陰極接法共陽極接法 本設(shè)計(jì)采用的是兩位共陽極數(shù)碼管，：A,B,C,D,E,F,G,DP分別為它們的公共段碼端，低電平有效；1,2為它們的片選端，高電平有效。實(shí)際的兩位共陽極數(shù)碼管的引腳排布可以輕易的在網(wǎng)上查找到，將數(shù)碼管正對(duì)著自己，dp放在右下角，上邊的管腳從左往右依次是：a,b,1位片選,2位片選,f；下邊的管腳從左往右依次是：c,dp,e,d,g。 要想控制數(shù)碼管顯示我們想要它顯示的任意字型，我們必須知道它的所有十六進(jìn)制代碼，： 字型 h g f e d c b a 編碼 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82 7 1 0 0 1 1 0 0 0 98 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90 十六進(jìn)制數(shù)字型編碼表由于交通燈倒計(jì)時(shí)顯示的數(shù)碼管上只顯示0~9的數(shù)字，不顯示A~F,故只需要0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90這些編碼就足夠了。LED數(shù)碼管顯示采用P0口控制，P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以一般情況下，在使用P0口時(shí)需要外接上拉電阻,但是在實(shí)際焊接的硬件電路中，我使用的數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，所采用的驅(qū)動(dòng)方式是低電平驅(qū)動(dòng),故無需加上拉電阻。數(shù)碼管的片選采用P2口控制。P2口作為八個(gè)數(shù)碼管的片選信號(hào)，由于數(shù)碼管片選端是高電平有效，所以需要加上反相器。八個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示各自的倒計(jì)時(shí)需要采用動(dòng)態(tài)掃描。單片機(jī)將所有數(shù)碼管的8個(gè)段線相應(yīng)地并接在一起，并接到 STC89C52的P0口，由P0口控制字段輸出。而各位數(shù)碼管的共陽極由STC89C52的P2口控制,來實(shí)現(xiàn)8位數(shù)碼管的位輸出控制。這樣，對(duì)于一組數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示需要由兩組信號(hào)來控制：一組是字段輸出口輸出的字形代碼，用來控制顯示的字形，稱為段碼；另一組是位輸出口輸出的控制信號(hào)，用來選擇第幾位數(shù)碼管工作，稱為位碼。 由于各位數(shù)碼管的段線并聯(lián)，段碼的輸出對(duì)各位數(shù)碼管來說都是相同的。因此，在同一時(shí)刻如果各位數(shù)碼管的位選線都處于選通狀態(tài)的話，8位數(shù)碼管將顯示相同的字符。若要各位數(shù)碼管能夠顯示出與本位相應(yīng)的字符，就必須采用掃描顯示方式。即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線處于導(dǎo)通狀態(tài)，而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí)，段線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字型碼。這樣在同一時(shí)刻，只有選通的那一位顯示出字符，而其它各位則是熄滅的，如此循環(huán)下去，就可以使各位數(shù)碼管顯示出將要顯示的字符。 雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而且同一時(shí)刻，只有一位顯示，其它各位熄滅，但由于數(shù)碼管具有余輝特性和人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每位數(shù)碼管顯示間隔足夠短，給人眼的視覺印象就會(huì)是連續(xù)穩(wěn)定地顯示。 本章小結(jié)本章為硬件設(shè)計(jì)部分，首先，對(duì)本設(shè)計(jì)的主控芯片STC89C52和原理圖繪制軟件Altium Designer進(jìn)行了詳細(xì)介紹，然后，對(duì)每個(gè)模塊的原理進(jìn)行了詳細(xì)的論述，最后，繪制了總體的硬件電路圖。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)軟件部分的編程采用的是Keil C51 181。Vision4軟件，它操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，利用它寫好程序編譯后生成hex文件，然后下載到單片機(jī)中就可以使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)我們想要的功能。 Keil C51 181。Vision4的介紹Keil C51 181。Vision4是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單芯片C語言整合發(fā)展環(huán)境(IntegratedDevelopmentEnvironment,IDE)，與匯編語言相比，C語言在功能上、架構(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。用過匯編語言后再使用C語言來開發(fā)，會(huì)更加體會(huì)深刻。目前最新的版本是C51VersionRelease，也就是所謂的μ Vision4。KeilC51軟件提供豐富的函數(shù)庫和功能強(qiáng)大的除錯(cuò)工具，及全窗口界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編語言代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編語言代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的便利與優(yōu)勢(shì)。KeilC51181。Vision4較之前的版本，新增了下面幾個(gè)功能：(SystemViewer)顯示設(shè)備周邊緩存器的信息。(DebugRestoreViews)建立和儲(chǔ)存多重除錯(cuò)窗口設(shè)計(jì)。(MultiProjectWorkspace)與許多項(xiàng)目簡(jiǎn)化工作。(SourceandDisassemblyLinking)解組譯窗口和源碼窗口完全同步使程序除錯(cuò)和光標(biāo)導(dǎo)航較容易。(MemoryWindowFreeze)儲(chǔ)存目前內(nèi)存窗口檢視允許容易在不同的點(diǎn)及時(shí)比較。(例如Infineon XC88x，SiLABSC8051，Luminary,NXP,and Toshiba CortexM3MCUs)。(SupportforHardwaredebugadapters)包括ADI。miDASLink，AtmelSAMICE，Infineon DAS和STLink。(NewDataandinstructiontrace)對(duì)ARM和CortexMCUs。XML的項(xiàng)目文件(XMLbasedProjectfiles)建立，檢視和修改項(xiàng)目如同容易可讀的XML本文檔案一樣。串列的窗口擴(kuò)充到提供一個(gè)基本的100VT終端機(jī)，ASCII模式，混合模式，和十六進(jìn)制模式檢視。(Dragamp。DropFileOpening)檔案拖進(jìn)μVision4項(xiàng)目空間自動(dòng)會(huì)被開啟。監(jiān)控點(diǎn)和邏輯分析儀(WatchpointsandLogicAnalyzer)現(xiàn)在更容易設(shè)定變數(shù)。本設(shè)計(jì)所使用的Keil C51 ： Keil的實(shí)際操作圖 軟件流程圖 程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)軟件編程部分采用的語言是C語言，它是一門通用的計(jì)算機(jī)編程語言，應(yīng)用廣泛，具有方便靈活，移植性強(qiáng)，數(shù)據(jù)類型豐富等優(yōu)點(diǎn)。具體程序清單見附錄B。編譯后提示如下：Rebuild target 39。Target 139。piling ...linking...Program Size: data= xdata=0 code=3763creating hex file from 改進(jìn)2...改進(jìn)2 0 Error(s), 0 Warning(s).編譯后的結(jié)果沒有錯(cuò)誤和警告，且成功地生成了hex文件，可下載到單片機(jī)里進(jìn)行仿真。 本章小結(jié)本章為軟件設(shè)計(jì)部分，該部分首先介紹了編程部分所使用的Keil軟件，接著繪制了軟件流程圖，最后，按照本設(shè)計(jì)的要求用C語言進(jìn)行了程序的編寫。第五章 仿真結(jié)果及分析 Proteus的介紹Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：1．原理布圖2．PCB自動(dòng)或人工布線3．SPICE電路仿真革命性的特點(diǎn)1．互動(dòng)的電路仿真用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2．仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。