【文章內(nèi)容簡介】 復(fù)位電路。時(shí)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(dǎo)體器件，LED的特點(diǎn)非常明顯，具有壽命長、光效高、輻射低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。LED因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)， 交通燈利用發(fā)光二極管來顯示不同顏色的信號(hào)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(dǎo)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(diǎn)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(jí)管的陽級(jí)接到一個(gè)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(jí)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(gè)管腳G1為公共端，該引腳接地A~G和dp分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的各段被點(diǎn)亮，SS2為選通位，分別對(duì)應(yīng)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(jī)數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線端口的負(fù)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(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總構(gòu)成 本系統(tǒng)擬采用STC89C51單片機(jī)為控制核心的最小系統(tǒng)、74HC245驅(qū)動(dòng)電路、以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)通過兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵對(duì)定時(shí)進(jìn)行設(shè)置。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。在相同的時(shí)間里提高通車的質(zhì)量、效率。并能在高峰期根據(jù)實(shí)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(shí)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(hù)車、救護(hù)車通過時(shí)， 使兩個(gè)方向均亮紅燈，救護(hù)車和消防車通過后，恢復(fù)原來狀態(tài)，增加對(duì)出現(xiàn)特殊情況的處理能力。鍵盤設(shè)置模塊對(duì)系統(tǒng)輸入模式選擇及具體通行時(shí)間設(shè)置的信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)輸入到LED數(shù)碼管上實(shí)時(shí)顯示。在此過程中還要實(shí)時(shí)捕捉違規(guī)檢測(cè)和緊急按鍵信號(hào)，以達(dá)到對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的目的。急停按違規(guī)檢測(cè)隨時(shí)調(diào)用中斷。本單片機(jī)控制交通燈系統(tǒng)，可用單片機(jī)直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當(dāng)然，接入LED數(shù)碼管就可以顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，單片機(jī)對(duì)此進(jìn)行具體處理，及時(shí)調(diào)整控制指揮。： 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖 由上圖可得，本系統(tǒng)以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，組成一個(gè)處理、自動(dòng)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(jī)最小系統(tǒng)、LED紅綠燈、LED8段數(shù)碼管顯示、驅(qū)動(dòng)電路、按鍵等組成。 實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的具體功能，可以用STC89C51單片機(jī)及外圍器件構(gòu)成最小控制系統(tǒng)，12個(gè)發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構(gòu)成信號(hào)燈指示模塊，8個(gè)LED東西南北各兩個(gè)構(gòu)成倒計(jì)時(shí)顯示模塊，若干按鍵組成時(shí)間設(shè)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(shí)鐘電路，REST引腳接上復(fù)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(gè)部分用電路聯(lián)系在一起，構(gòu)成整個(gè)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(shè)計(jì) 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(gè)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(gè)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(wù)程序能清除外部中斷請(qǐng)求源的情況；外部中斷的跳沿觸發(fā)方式適合于以負(fù)脈沖形式輸入的外部中斷請(qǐng)求[11]。本系統(tǒng)采用跳沿觸發(fā)方式。，分別對(duì)應(yīng)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(yīng)程序流程圖如下圖53所示：圖53 外部中斷響應(yīng)程序流程圖 定時(shí)器中斷 本設(shè)計(jì)單片機(jī)定時(shí)器的設(shè)置直接關(guān)系到系統(tǒng)的精確度，單片機(jī)定時(shí)器時(shí)間的計(jì)算方法可以有兩種：一種是單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器溢出中斷，另一種是采用軟延時(shí)的方法。STC89C51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)有4種工作方式。： 工作方式M0M1工作方式0013位定時(shí)/計(jì)數(shù)器0116位定時(shí)/計(jì)數(shù)器108位常數(shù)自動(dòng)裝載定時(shí)/計(jì)數(shù)器11僅適用T0 當(dāng)且僅當(dāng)方式1時(shí)，最大計(jì)數(shù)為：216*1=；TMOD=0X11；選擇T0，方式1；TH0=3C，TL0=B0，計(jì)時(shí)50ms； 因此1秒鐘已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了計(jì)數(shù)器方式一的最大定時(shí)間，我們定時(shí)中斷中設(shè)定一個(gè)初值count為0；并設(shè)置T0定時(shí)50ms．每次中斷服務(wù)子程序。計(jì)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(shí)間顯示程序。程序流程圖54如下所示： 圖54 定時(shí)一秒流程圖6 調(diào)試 軟件調(diào)試使用keil 編譯、運(yùn)行程序結(jié)果如下圖所示：圖61 keil編譯、運(yùn)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(shí)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(gè)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(cuò)，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(xiàn)[1] Laisheng of Things: a New Application for Intelligent Traffic Monitoring System,Journal Of Networks,2011。[2] 嚴(yán)雨，廉潔。單片機(jī)c語言100應(yīng)用例，電子工業(yè)出版社，2009。[3] 張毅剛、彭喜元。單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社，2008。[4] 孫寶元、楊寶清。傳感器及其應(yīng)用手冊(cè)，2004。[5] 聶典、丁偉?；贛ultisim 10的51單片機(jī)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(jī)在膠訂機(jī)智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[期刊論文]包裝工程，2005。[7] 王為青、邱文勛。 51單片機(jī)開發(fā)案例精選[J]，人民郵電出版社，2001。[8]張?chǎng)危A臻，陳書謙。單片機(jī)原理及應(yīng)用[J]，電子工業(yè)出版社，2008。[9]張洪潤，張亞凡。單片機(jī)原理及應(yīng)用[J]，清華大學(xué)出版社，2005。[10]蔣輝平，周國雄。基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2009。[11] 張萌。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)綜合實(shí)例，清華大學(xué)出版社，2005。附錄程序整個(gè)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(rèn)uchar data sec_nb=30。 //南北默認(rèn)值uchar data set_timedx=20。 //設(shè)置東西方向的時(shí)間uchar data set_timenb=30。 //設(shè)置南北方向的時(shí)間int n。uchar data countt0。 //定時(shí)器0中斷次數(shù)sbit k4=P3^7。 //切換方向sbit k1=P3^5。 //時(shí)間加sbit k2=P3^6。 //時(shí)間減sbit k3=P3^4。 //確認(rèn)sbit k5=P3^1。 //禁止sbit k6=P1^5。 //夜間模式sbit Red_nb=P2^