【文章內(nèi)容簡介】 復位電路。時鐘頻率選用12MHz，C取10μF，Rk電阻值為10KΩ。 顯示原理 LED是Light Emitting Diode的縮寫，中文意思是發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，LED的特點非常明顯，具有壽命長、光效高、輻射低、功耗低等優(yōu)點。LED因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點， 交通燈利用發(fā)光二極管來顯示不同顏色的信號指示燈。電路圖如下圖37所示：圖37 LED燈 數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管；按發(fā)光二極管單元點亮方式可以分為共陰極數(shù)碼管和共陽數(shù)碼管。共陽極就是將所有的發(fā)光二級管的陽級接到一個公共端，公共端接高電壓,常用+5V；同理共陰極就是講所有的發(fā)光二級管陰極接到一起，公共端接地。本系統(tǒng)采用倆位共陰極八段數(shù)碼管。其管腳電路如下圖38所示:圖38 數(shù)碼管顯示引腳圖 由如上管腳圖可知，該數(shù)碼管有十個管腳G1為公共端，該引腳接地A~G和dp分別對應數(shù)碼管的各段被點亮，SS2為選通位，分別對應數(shù)碼管的第一、二位。： 共陰極數(shù)碼管顯示編碼 74HC245簡介 74HC24，總線收發(fā)器（bus transceiver），典型的CMOS型三態(tài)緩沖門電路。用于提高單片機數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線端口的負載能力[7]。其引腳圖如下圖39所示：圖39 74HC245引腳圖： 245管腳定義： 功能真值4 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)的總構成 本系統(tǒng)擬采用STC89C51單片機為控制核心的最小系統(tǒng)、74HC245驅(qū)動電路、以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，設計一個基于單片機的交通燈設計。設計通過兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵對定時進行設置。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。在相同的時間里提高通車的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實際狀況結(jié)合方程式控制按鈕來調(diào)整主次干道的通車時間，降低交通擁擠堵塞現(xiàn)象。并使交通控制系統(tǒng)具有緊急控制，使救護車、救護車通過時， 使兩個方向均亮紅燈，救護車和消防車通過后，恢復原來狀態(tài)，增加對出現(xiàn)特殊情況的處理能力。鍵盤設置模塊對系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時間設置的信號，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時將時間數(shù)據(jù)倒計時輸入到LED數(shù)碼管上實時顯示。在此過程中還要實時捕捉違規(guī)檢測和緊急按鍵信號，以達到對異常狀態(tài)進行實時控制的目的。急停按違規(guī)檢測隨時調(diào)用中斷。本單片機控制交通燈系統(tǒng)，可用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當然，接入LED數(shù)碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎上，單片機對此進行具體處理，及時調(diào)整控制指揮。： 系統(tǒng)整體結(jié)構圖 由上圖可得，本系統(tǒng)以單片機最小系統(tǒng)為核心，組成一個處理、自動控制為一身的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由單片機最小系統(tǒng)、LED紅綠燈、LED8段數(shù)碼管顯示、驅(qū)動電路、按鍵等組成。 實現(xiàn)本設計要求的具體功能，可以用STC89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩個構成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和模式選擇按鈕和緊急按鈕等。其中P0，P1，用于送顯LED數(shù)碼管的型和位，P2用于控制紅綠黃發(fā)光二極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路，REST引腳接上復位電路，P3用于口按鍵控制。 系統(tǒng)總電路 根據(jù)上述原理將各個部分用電路聯(lián)系在一起，構成整個系統(tǒng)的電路如下圖：圖42 系統(tǒng)電路原理圖5 系統(tǒng)軟件設計 主函數(shù)流程圖將系統(tǒng)分解為若干模塊；按鍵模塊程序，顯示模塊程序，LED紅綠燈程序。最后主函數(shù)調(diào)用各個模塊。主函數(shù)程序流程圖如圖51所示：圖51 主函數(shù)流程圖 子函數(shù)程序流程圖 外部中斷 本系統(tǒng)存在兩個外部中斷；外部中斷有兩種觸發(fā)方式：即為電平觸發(fā)方式和跳沿觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式適合于外部中斷以低電平輸入且中斷服務程序能清除外部中斷請求源的情況；外部中斷的跳沿觸發(fā)方式適合于以負脈沖形式輸入的外部中斷請求[11]。本系統(tǒng)采用跳沿觸發(fā)方式。，分別對應外部中斷0的輸入和外部中斷1的輸入；，故觸發(fā)外部中斷。其程序流程如圖52所示：圖52 外部中斷程序流程圖，即存在外部中斷外部中斷的響應程序流程圖如下圖53所示：圖53 外部中斷響應程序流程圖 定時器中斷 本設計單片機定時器的設置直接關系到系統(tǒng)的精確度，單片機定時器時間的計算方法可以有兩種：一種是單片機內(nèi)部定時器溢出中斷，另一種是采用軟延時的方法。STC89C51單片機的定時/計數(shù)有4種工作方式。： 工作方式M0M1工作方式0013位定時/計數(shù)器0116位定時/計數(shù)器108位常數(shù)自動裝載定時/計數(shù)器11僅適用T0 當且僅當方式1時，最大計數(shù)為：216*1=；TMOD=0X11；選擇T0，方式1；TH0=3C，TL0=B0，計時50ms； 因此1秒鐘已經(jīng)遠遠的超過了計數(shù)器方式一的最大定時間，我們定時中斷中設定一個初值count為0；并設置T0定時50ms．每次中斷服務子程序。計數(shù)器count加1，然后判斷它是否等于20。等于20表示1秒已到可以返回到輸出時間顯示程序。程序流程圖54如下所示： 圖54 定時一秒流程圖6 調(diào)試 軟件調(diào)試使用keil 編譯、運行程序結(jié)果如下圖所示：圖61 keil編譯、運行結(jié)果 硬件調(diào)試使用protus電路仿真結(jié)果如下圖62所示：圖62 protus硬件仿真結(jié)果在硬件實物調(diào)試中出現(xiàn)如下問題： 系統(tǒng)不能正常工作問題原因：供電電源不足；解決辦法：采用USB電源供電。二、3個LED指示燈不亮、電源燈不亮。 問題原因：出現(xiàn)虛焊，漏焊，腐蝕電路出現(xiàn)漏焊。電源指示燈上拉電阻焊錯，焊成22KΩ； 解決辦法：用萬用表檢查電路最終找到源頭，重焊，用焊錫連接斷路處。參考文獻[1] Laisheng of Things: a New Application for Intelligent Traffic Monitoring System,Journal Of Networks,2011。[2] 嚴雨，廉潔。單片機c語言100應用例，電子工業(yè)出版社，2009。[3] 張毅剛、彭喜元。單片機原理與應用設計，電子工業(yè)出版社，2008。[4] 孫寶元、楊寶清。傳感器及其應用手冊，2004。[5] 聶典、丁偉?；贛ultisim 10的51單片機仿真教程，電子工業(yè)出版社，2010。[6] 張志勇、何東健、肖軍利、王順。單片機在膠訂機智能控制系統(tǒng)中的應用[期刊論文]包裝工程，2005。[7] 王為青、邱文勛。 51單片機開發(fā)案例精選[J]，人民郵電出版社，2001。[8]張鑫，華臻，陳書謙。單片機原理及應用[J]，電子工業(yè)出版社，2008。[9]張洪潤，張亞凡。單片機原理及應用[J]，清華大學出版社，2005。[10]蔣輝平，周國雄?；赑roteus的單片機系統(tǒng)設計與仿真實例[M]，機械工業(yè)出版社，2009。[11] 張萌。單片機應用系統(tǒng)開發(fā)綜合實例，清華大學出版社，2005。附錄程序整個系統(tǒng)的軟件程序如下所示：include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intuchar data buf[4]。uchar data sec_dx=20。 //東西數(shù)默認uchar data sec_nb=30。 //南北默認值uchar data set_timedx=20。 //設置東西方向的時間uchar data set_timenb=30。 //設置南北方向的時間int n。uchar data countt0。 //定時器0中斷次數(shù)sbit k4=P3^7。 //切換方向sbit k1=P3^5。 //時間加sbit k2=P3^6。 //時間減sbit k3=P3^4。 //確認sbit k5=P3^1。 //禁止sbit k6=P1^5。 //夜間模式sbit Red_nb=P2^