【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ～ 之間，正常工作電流大約 2～20mA，由根據(jù)發(fā)光管是連接到電源正，限流電阻接“地”才發(fā)光，所以按這個(gè)來(lái)算，比如電源為 5V，發(fā)光管電流在 8mA左右，則限流電阻為 R=()/8=，也就是 475Ω，取 470Ω。當(dāng)然如果發(fā)光管電流越大亮度越亮，該電阻就越要取小。整個(gè)系統(tǒng)友好的人機(jī)界面、靈活的控制方式、優(yōu)化的物理結(jié)構(gòu)以及豐富的功能是本設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。單片機(jī)與各個(gè)電路模塊連接如圖 229 所示： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè)圖 28 單片機(jī)接口電路 a) 東西方向倒計(jì)時(shí)連接電路 b) 南北方向倒計(jì)時(shí)連接電路圖 29 各路口交通燈的倒計(jì)時(shí)電路與單片機(jī)連接圖 交通燈指示電路的設(shè)計(jì)：根據(jù)單片機(jī)剩余 I/O口的引腳，可將行車各指示燈的控制端與單片機(jī)連接，其連接電路如圖 2211 所示，其中綠燈 1亮表示指示車輛轉(zhuǎn)彎通行；綠燈 2亮表示車輛直行通行；紅燈表示車輛禁止通行；黃燈表示提示作用。 圖 210 東西方向行車指示連接電路圖 211 南北方向行車指示連接電路：人行道指示燈與單片機(jī) I/O口的連接電路如圖 21213 所示，其中紅燈亮表示行人禁止通行；綠燈亮表示行人允許通 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 13 頁(yè) 共 44 頁(yè)圖 212 人行道指示燈連接電路 鍵盤及狀態(tài)顯示模塊的設(shè)計(jì)鍵盤及狀態(tài)顯示，本設(shè)計(jì)采用五個(gè)觸發(fā)按鍵組成，電路簡(jiǎn)潔可靠；顯示器采用雙位七段 LCD數(shù)碼管，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可供警察在室內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)視交通狀況。通過(guò)鍵盤可設(shè)置：緊急情況發(fā)生時(shí)的交通燈狀態(tài)控制、主干道通行時(shí)間等，人機(jī)界面非常友好。其連接電路如圖 21214 所示：圖 213 車輛通行狀態(tài)顯示連接電路圖 214 按鍵電路與單片機(jī)連接電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) 開關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)開關(guān)電源可分為 AC/DC和 DC/DC兩大類，在本設(shè)計(jì)采用 AC/DC模塊，AC/DC 變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流” ，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變” 。AC/DC 變換器輸入為 50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的。開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)：功耗小，效率高。開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中，晶體管 V在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，它交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止—導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度很快，頻率一般為 50kHz左右，這使得開關(guān)晶體管 V的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達(dá)到80%。體積小，重量輕。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器。由于調(diào)整管 V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因，所以開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積小，重量輕。穩(wěn)壓范圍寬。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的，輸入信號(hào)電壓的變化可以通過(guò)調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。電路形式靈活多樣，有自激式和他激式，有調(diào)寬型和調(diào)頻型，有單端式和雙端式等等，設(shè)計(jì)時(shí)可以發(fā)揮各種類型電路的特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的開關(guān)穩(wěn)壓電源。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè)第 3 章　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺(tái)上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。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。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時(shí)，對(duì)軟件進(jìn)行全面測(cè)試也是檢驗(yàn)錯(cuò)誤排除故障的重要手段。由于編程多涉及到數(shù)值運(yùn)算，比較復(fù)雜，還有數(shù)碼管、LCD 燈的顯示設(shè)計(jì)都是需要多重選擇判斷，用我們平時(shí)常用的匯編語(yǔ)言編程是很難實(shí)現(xiàn)的，這里我們選用了移值性好、結(jié)構(gòu)清晰、能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的 C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)編程。 軟件總體流程圖軟件總體設(shè)計(jì)及流程圖見(jiàn)圖 31，主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對(duì)系統(tǒng)的初始化，主要包括對(duì)倒計(jì)時(shí)顯示，人行道指示初始化，啟動(dòng)狀態(tài)顯示模塊，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。其流程圖如圖 31所示。開始初始化始終為真調(diào)用交通燈正常指示程序結(jié)束Y圖 31 軟件總體流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè)主程序比較簡(jiǎn)單，初始化完成后，調(diào)用按鍵掃描程序，取得鍵值，并根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)用相應(yīng)的子程序。這里有五個(gè)基本的子程序供調(diào)用，分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的各種功能狀態(tài)。分別是緊急狀態(tài)子程序、設(shè)置子程序、鍵盤模塊子程序、交通燈指示子程序和倒計(jì)時(shí)子程序等。 軟件主要子程序流程 緊急狀態(tài)子程序初始化東西緊急 東西車行人停，南北車停人行正常測(cè)試南北緊急 東西車停行，南北車行人停正常測(cè)試YYN結(jié)束NYNNY開始圖 32 緊急狀態(tài)子程序在緊急狀態(tài)下，只有緊急狀態(tài)手動(dòng)控制按鍵才可以使所需要某方向人行道路口 LED燈被置為紅燈，車輛禁行、行人通行或者把另一方向的路口交通 LED燈置綠燈，讓車輛通行、行人禁止通行。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動(dòng)狀態(tài)。 設(shè)置狀態(tài)子程序在設(shè)置狀態(tài)，按下K 2開始設(shè)置交通燈倒計(jì)時(shí)時(shí)間“加”，按下K 3 設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)“減”，每次按K K 3鍵時(shí)，按步進(jìn)“5”進(jìn)行倒計(jì)時(shí)的加減。交通燈倒計(jì)時(shí)的時(shí)間最大可以設(shè)為95秒，最小可以設(shè)置為40秒。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè)開始初始化時(shí)間加時(shí)間減N時(shí)間加 5時(shí)間減 5NYY東西緊急 東西車行人停，南北車停人行正常測(cè)試南北緊急 東西車停行，南北車行人停正常測(cè)試YYN結(jié)束NYNNY圖 33 設(shè)置狀態(tài)子程序設(shè)置子程序包含倒計(jì)時(shí)調(diào)整和緊急狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)。主程序中放了一個(gè)按鍵的判斷指令，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，程序就自動(dòng)的跳轉(zhuǎn)到按鍵子程序處理。當(dāng)檢測(cè)到 K1鍵按下的時(shí)候就自動(dòng)返回到主程序。當(dāng)出現(xiàn)緊急的情況的時(shí)候，按下 K4或者 K5 就切換到緊急狀態(tài)，當(dāng)緊急事件處理完畢的時(shí)候，按下 K1，就可以返回正常狀態(tài)。其中 K4表示東西方向緊急情況設(shè)置，K 5表示南北方向緊急情況設(shè)置。 鍵盤模塊程序流程鍵盤是人機(jī)進(jìn)行交互的重要接口之一。用戶通過(guò)按鍵對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)下達(dá)命令，單片機(jī)對(duì)按鍵譯碼獲得相應(yīng)的鍵值，并執(zhí)行相應(yīng)的命令程序。鍵盤部分的軟件實(shí)現(xiàn)主要是指對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，從而成功地讀取鍵盤值，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。單片機(jī)對(duì)鍵盤控制的工作流程圖如圖 34所示。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 18 頁(yè) 共 44 頁(yè)初始化有鍵按下時(shí)間鍵按下調(diào)用狀態(tài)設(shè)置程序緊急鍵按下調(diào)用緊急狀態(tài)程序退出YYNNYN開始圖 34 工作流程圖 交通燈指示子程序流程開始初始化東西人行車停，南北人停車行轉(zhuǎn)彎等待東西人停車行，南北人行車停轉(zhuǎn)彎等待結(jié)束圖 35 交通正常指示流程 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 19 頁(yè) 共 44 頁(yè)正常而穩(wěn)定的交通燈指示是保證道路通車的秩序，是保證道路不發(fā)生堵車的情況的首要條件，因此在程序設(shè)計(jì)上應(yīng)該按照交通規(guī)則進(jìn)行對(duì)交通燈進(jìn)行控制，另外黃燈在整個(gè)系統(tǒng)中起提示作用，它是在一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)的時(shí)候的前 5秒開始閃爍，從而提示車輛和行人遵循交通燈規(guī)則，其交通燈正常指示流程圖及黃燈控制流程圖分別如圖 35，36 所示：開始初始化計(jì)時(shí)到 秒？計(jì)時(shí)到 1 秒？等待測(cè)試黃燈狀態(tài)取反等待測(cè)試 黃燈狀態(tài)取反結(jié)束時(shí)間遞減計(jì)數(shù)器置 0YYNN YNNN圖 36 黃燈計(jì)時(shí)程序流程圖 倒計(jì)時(shí)程序流程倒計(jì)時(shí)指示是一種對(duì)車輛通行和行人通行時(shí)間限制的直觀顯示，是為了維持正常的交通秩序，因此精確的倒計(jì)時(shí)程序也是很重要的，既然交通是一種秩序，那么倒計(jì)時(shí)就是建立在秩序上的規(guī)定，另外隨著車流量的大小和一天時(shí)間段的不同，那么通行時(shí)間也應(yīng)該對(duì)應(yīng)的改變，從而更靈活的控制交通秩序，其倒計(jì)時(shí)顯示流程如圖 37所示： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 20 頁(yè) 共 44 頁(yè)開始初始化東西方向顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示南北方向顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示時(shí)間設(shè)置顯示數(shù)據(jù)鎖存顯示結(jié)束圖 37 倒計(jì)時(shí)顯示流程 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè)第 4 章　實(shí)物制作 元器件的檢測(cè)與焊接本設(shè)計(jì)包含多種電子器件，如 AT89C5LED 燈、兩位共陽(yáng)極七段 LED顯示數(shù)碼管、HD74LS04P非門等。這些器件引腳多，分陽(yáng)極陰極。在焊接前需要對(duì)這些元器件進(jìn)行檢測(cè)，理清引腳，檢查器件的好壞看，看是否能實(shí)現(xiàn)其功能，再進(jìn)行下一步焊接工作。 焊前準(zhǔn)備。，預(yù)設(shè)各個(gè)元器件的擺放位置和焊接順序。，萬(wàn)用表、鑷子、吸錫器、斜口鉗、剝線鉗、烙鐵、焊錫等。，預(yù)熱。并將烙鐵頭鍍上焊錫以防止烙鐵頭氧化。 焊接步驟： 最好安放在電路板的中心位置，以方便其它外圍器件的安裝。焊接時(shí)，把插座穩(wěn)定插入電路板中，貼緊。焊接時(shí)，先焊兩對(duì)角以固定插座，然后把其它針腳依次焊接好。事先弄清楚焊好后單片機(jī)如何插放在插座上，以分清插座各腳序號(hào)。單片機(jī)各腳序號(hào)如下圖，針腳放在桌上，從半圓凹槽左端第一腳逆時(shí)針是 1—40號(hào)腳。插針的焊接在電路圖中未表示出來(lái)，我們?cè)谶@里安裝插針，是為了方便擴(kuò)展單片機(jī)的外圍器件。當(dāng)我們做了其它功能模塊時(shí)，只需在其它電路板上焊好模塊，把需要連接到單片機(jī)上的端口用導(dǎo)線引出，然后插在插針上，豈不很方便！這也大大提高了單片機(jī)的使用率?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D 41 單片機(jī)引腳圖　 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 22 頁(yè) 共 44 頁(yè)在插座旁并排焊接三排插針。第九腳，也就是你安放單片機(jī)時(shí)對(duì)應(yīng)的第九腳不接插針，此腳是做復(fù)位開關(guān)用的。除此之外，第 1120 腳也不用焊插針，第 119是接晶振用的，20 腳接電源負(fù)極。還有，第 40腳旁焊一根（旁還有一根） ，40 腳接電源正極，上方接負(fù)極，此種焊接有利于給其它功能模塊供電。焊盤面如圖連接，直接用焊錫接上即可。為什么這么接？還是為了方便擴(kuò)展功能，用插針帽可以選擇片上和片外功能模塊。晶振在強(qiáng)力碰撞容易損壞，所以焊接時(shí)要注意。晶振不分級(jí)，把晶振兩腳直接和120 腳連接。再把兩個(gè)瓷片電容按電路圖接好。注意：兩電容相接的腳要接地。此時(shí)還沒(méi)有焊電源模塊，所以暫時(shí)擱置在那兒。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，第 9腳 RST接收到高點(diǎn)位時(shí)，單片機(jī)就會(huì)無(wú)條件復(fù)位。還有，當(dāng)給單片機(jī)通電瞬間，電流在瞬間升高，電容對(duì)變化的電流導(dǎo)通，9 腳（RST）是高電位，單片機(jī)復(fù)位。即在給單片機(jī)上電時(shí)，單片機(jī)復(fù)位，叫做上電復(fù)位。在焊接此電路時(shí)，注意電容　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 圖 42 復(fù)位開關(guān) 　 極性。電容值是 22uF，電阻值是 10K。兩位共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管的檢測(cè)：把萬(wàn)用表調(diào)到電阻檔，用黑表筆分別接觸 dig1 腳和 dig2 腳，用紅表筆依次接觸 a，b， c，d，e，f，g，dp 腳，看左右兩邊對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管段位是否發(fā)光。圖 43 兩位數(shù)碼顯示管兩位共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管的焊接：a，b，c，d，e，f，g，dp 腳分別對(duì)應(yīng)的單片機(jī)的 P00P07腳。南北方向數(shù)碼顯示管的 dig1和 dig2腳接 。東西方向數(shù)碼顯示管的 dig1和 dig2腳接 。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè)控制端的數(shù)碼顯示管的 dig1和 dig2腳接 （HD74LS04P）HD74LS04P 非門的焊接時(shí)注意方向，如圖半圓缺口在左