【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是按鍵復(fù)位。按鍵在其余4個(gè)按鍵的中間，接芯片的RST引腳。按鍵瞬間RST引腳端電位與Vcc一致，隨著電容C1的充電，充電電流的減少，導(dǎo)致RST引腳的高電位下降。只要RST引腳的高電位能夠保證在2個(gè)機(jī)器周期以上，單片機(jī)就會(huì)進(jìn)行復(fù)位操作，使系統(tǒng)復(fù)位。上電復(fù)位則要求接上電源之后能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，原理相同，不再贅述。： 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 LED顯示發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。它是一種半導(dǎo)體二極管。它的可見光是由空穴和電子結(jié)合時(shí)輻射而出的，因此它可以把電能轉(zhuǎn)化為光能。主要由鎵（Ga）與砷（As）、磷（P）、氮（N）、銦（In）等化合物制成這種半導(dǎo)體二極管。三極管具有2個(gè)PN結(jié)，而發(fā)光二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成的，它具有單向?qū)щ娦?。正向壓降低，反向壓降則要相對(duì)高得多。它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。因此它也是非常有發(fā)展前景的綠色照明光源。它的功耗低，壽命長(zhǎng)，輻射低的特點(diǎn)使其得到了廣泛的應(yīng)用。不僅如此，它的光效率高，亮度大，同時(shí)可以回收利用的優(yōu)點(diǎn)也使它成為非常受矚目的新一代光源。它的運(yùn)用簡(jiǎn)單，信號(hào)穩(wěn)定，所以選擇發(fā)光二極管作為我們系統(tǒng)非常關(guān)鍵的模擬交通燈燈源。本系統(tǒng)所選用的是普通單色發(fā)光二極管。它具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)且價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，非常適合單片機(jī)交通燈系統(tǒng)的模擬交通燈。連接時(shí)也要注意LED燈的單相導(dǎo)電性，接反將會(huì)導(dǎo)致交通燈無(wú)法正常使用。模擬交通燈利用發(fā)光二極管來(lái)顯示不同顏色的信號(hào)指示燈。： LED燈顯示電路數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，在單片機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)用廣泛，可以顯示單片機(jī)的工作狀態(tài)。就如同本系統(tǒng)中的數(shù)碼管用來(lái)顯示紅綠黃燈狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和跳轉(zhuǎn)時(shí)間，是人機(jī)對(duì)話非常重要的輸出設(shè)備。其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管顯示是分段實(shí)現(xiàn)的，通過點(diǎn)亮不同段來(lái)顯示不同的數(shù)字。其中按段數(shù)分為七段LED數(shù)碼管和八段LED數(shù)碼管，其中八段LED數(shù)碼管比七段LED數(shù)碼管多了一個(gè)LED燈在右下角作為數(shù)字的小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管按結(jié)構(gòu)還可分為共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管。在此系統(tǒng)中所采用的則是八段共陽(yáng)極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)。八個(gè)LED燈構(gòu)成的共陽(yáng)極數(shù)碼管是將所有LED燈的陽(yáng)極連接在一起接在高電平上作為公共控制端。陰極作為“段”的控制端，當(dāng)其中一“段”的控制端接低電平時(shí)，該段對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)點(diǎn)亮。通過點(diǎn)亮不同的段從而顯示出各種數(shù)字。本系統(tǒng)的共陽(yáng)極數(shù)碼管的公共控制端接到+5V高電平上。共陰數(shù)碼管是指將LED燈的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，與陽(yáng)極不同的是要接在低電平陰極上。而陽(yáng)極作為段選端，要點(diǎn)亮某段時(shí)則需要輸入高電平。LED數(shù)碼管的顯示方式可以分為靜、動(dòng)態(tài)顯示兩種。雖然靜態(tài)顯示相對(duì)于動(dòng)態(tài)顯示用較小的電流就能使數(shù)碼管的亮度加強(qiáng)、CPU運(yùn)算時(shí)間少，編程也更簡(jiǎn)便，節(jié)省存儲(chǔ)空間且顯示便于檢測(cè)和控制。但其占用的I/O口太多，只適合少位數(shù)碼管使用。不適合此系統(tǒng)，所以選用動(dòng)態(tài)顯示，下面重點(diǎn)介紹數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。此系統(tǒng)用動(dòng)態(tài)顯示方式點(diǎn)亮4個(gè)2位數(shù)碼管，各個(gè)共陽(yáng)極數(shù)碼管相應(yīng)的段選控制端并聯(lián)在一起由P0口控制，并用驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。各位數(shù)碼管的公共端，也稱為“位選端”由單片機(jī)的P1口控制。： 數(shù)碼管顯示74HC245譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0, A1和A2），并當(dāng)使能時(shí)，提供8個(gè)互斥的低有效輸出（Y0至Y7）。74HC245特有3個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC245芯片和1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè)132（5線到32線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則74HC245亦可充當(dāng)一個(gè)8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。74HC245作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),在 高性能存貯器系統(tǒng)中,用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時(shí),譯碼器的延遲時(shí)間和存貯器的賦能時(shí)間通常小于存貯器的典型存取時(shí)間,這就是說(shuō)由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計(jì)。HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件,從8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè) 低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器,擴(kuò)展成24 線譯碼器不需外接門。擴(kuò)展成32 線譯碼器,只需要接一個(gè)外接倒相器。在解調(diào)器應(yīng)用中,賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。： 74HC245電路圖單片機(jī)鍵盤有獨(dú)立鍵盤和矩陣式鍵盤兩種：獨(dú)立鍵盤每一個(gè)I/O 口上只接一個(gè)按鍵，按鍵的另一端接電源或接地（一般接地），這種接法程序比較簡(jiǎn)單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定；而矩陣式鍵盤式接法程序比較復(fù)雜，但是占用的I/O少。根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要這里選用了獨(dú)立式鍵盤接法。獨(dú)立式鍵盤的實(shí)現(xiàn)方法是利用單片機(jī)I/O口讀取口的電平高低來(lái)判斷是否有鍵按下。將常開按鍵的一端接地，另一端接一個(gè)I/O 口，程序開始時(shí)將此I/O口置于高電平，平時(shí)無(wú)鍵按下時(shí)I/O口保護(hù)高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，此I/O 口與地短路迫使I/O 口為低電平。按鍵釋放后，單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻使I/O口仍然保持高電平。我們所要做的就是在程序中查尋此I/O口的電平狀態(tài)就可以了解我們是否有按鍵動(dòng)作了。在用單片機(jī)對(duì)鍵盤處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過程，那就是鍵盤的去抖動(dòng)。這里說(shuō)的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正?，F(xiàn)象，并不是我們?cè)诎存I時(shí)通過注意可以避免的。這種抖動(dòng)一般10~200毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)時(shí)間對(duì)于人來(lái)說(shuō)太快了，而對(duì)于時(shí)鐘是微秒的單片機(jī)而言則是慢長(zhǎng)的。硬件去抖動(dòng)就是用部分電路對(duì)抖動(dòng)部分加之處理，軟件去抖動(dòng)不是去掉抖動(dòng)，而是避抖動(dòng)部分的時(shí)間，等鍵盤穩(wěn)定了再對(duì)其處理。所以這里選擇了軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)法是先查尋按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí)10~200毫秒以避開抖動(dòng)（經(jīng)典值為20毫秒），延時(shí)結(jié)束后再讀一次I/O 口的值，這一次的值如果為1 表示低電平的時(shí)間不到10~200 毫秒，視為干擾信號(hào)。當(dāng)讀出的值是0時(shí)則表示有按鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。： 鍵盤控制電路圖紅外線接收頭的運(yùn)作原理：它里面的有一個(gè)接收管，作用是把紅外線發(fā)射裝置所發(fā)射出去的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成較弱的電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)再通過IC 里面的放大器處理，把信號(hào)增大，緊接著經(jīng)過一系列的自動(dòng)增益控制、帶通濾波、解調(diào)變、波形整形后轉(zhuǎn)化為遙控器發(fā)射出來(lái)的原始編碼，再經(jīng)過接收頭的信號(hào)輸出腳輸入到電器上的編碼識(shí)別電路。: 紅外接收電路圖4軟件設(shè)計(jì)跟C語(yǔ)言比起來(lái)，匯編語(yǔ)言所編寫的代碼生成的速率很快，但是程序看起來(lái)會(huì)十分復(fù)雜，很難讀懂，然后用C 語(yǔ)言所編寫的代碼在速率方面跟匯編語(yǔ)言差不多，但是卻比匯編容易更容易讀懂，可移植性也很強(qiáng)，不僅如此， 在編寫高時(shí)效性的代碼的時(shí)候，C 語(yǔ)言還能夠嵌入?yún)R編語(yǔ)言來(lái)完成。在開發(fā)周期的方面，如果一般中大型的軟件，編寫都是用C 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗拈_發(fā)周期比匯編語(yǔ)言的要少許多。綜上所述，本人在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中選了C語(yǔ)言作為程序編程語(yǔ)言。而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序用Keil μVision 。因?yàn)檫@個(gè)編程軟件不但支持各種公司的芯片，還具有編譯、編輯以及仿真等功能，不僅是C語(yǔ)言，它還支持PLM、匯編這兩種語(yǔ)言的編寫和設(shè)計(jì)，界面非常簡(jiǎn)潔，讓人容易上手。在程序的調(diào)試和軟件的仿真這兩個(gè)方面都很優(yōu)秀。所以這次的編程的軟件本人選的是Keil μVision。：設(shè)置字型碼和字位碼，完成顯示初始化外部中斷定義狀態(tài)數(shù)組宏定義返回while(1)函數(shù)進(jìn)入while(1)循環(huán)I/O初始化定義字位碼函數(shù)定義共陰極字型編碼表調(diào)用顯示控制函數(shù)void display（）進(jìn)入主函數(shù)main()定義函數(shù)變量并初始化定時(shí)器0初始化調(diào)用Buzzer()函數(shù) 系統(tǒng)總的流程圖定時(shí)器的工作方式可以分為4種，工作方式0是13位的定時(shí)計(jì)數(shù)器； 16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器可以用工作方式1來(lái)實(shí)現(xiàn)；工作方式2是8位的定時(shí)計(jì)數(shù)器；工作方式3情況較復(fù)雜，定時(shí)計(jì)數(shù)器T0才可以在此工作方式下工作，T0被分解成獨(dú)立的兩個(gè)8位定時(shí)計(jì)數(shù)器。而在此系統(tǒng)的程序，所采用的是工作方式1。具體用代碼TMOD=0x11來(lái)設(shè)置2個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器T0,T1都工作在工作方式1下。在中斷情況下，采用外部中斷0進(jìn)入只允許東西通行的特殊情況；采用外部中斷1進(jìn)入只允許南北通行的特殊情況；在自然情況下，外部中斷0的優(yōu)先級(jí)高于外部中斷1，系統(tǒng)無(wú)特別要求可不設(shè)置外部中斷的優(yōu)先級(jí)。中斷響應(yīng)關(guān)定時(shí)器特殊情況（緊急情況）中斷返回 程序中斷思路流程圖本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所用的定時(shí)中斷程序是非常重要的，定時(shí)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)之后，它就開始在初始值上的加1計(jì)數(shù)，程序設(shè)定給TL0和TH0裝載合適的初值，假設(shè)需要設(shè)定系統(tǒng)定時(shí)50ms，計(jì)50000個(gè)數(shù)后，定時(shí)計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，此時(shí)的時(shí)間就是50ms并且會(huì)進(jìn)入中斷系統(tǒng)，當(dāng)需要設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間1s時(shí)，程序設(shè)計(jì)時(shí)只要設(shè)置20次50ms的定時(shí)中斷就是1s，這樣便可精確控制定時(shí)時(shí)間同時(shí)利用中斷系統(tǒng)完成數(shù)碼管輸出數(shù)據(jù)刷新和處理不同狀態(tài)的切換。5調(diào)試以保安全，避免硬件被燒壞，本人一開始先進(jìn)行的是斷電測(cè)試。首先用萬(wàn)能表檢查定義1s定時(shí)中斷入口設(shè)置字型碼和字位碼，完成數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示啟動(dòng)定時(shí)器中斷 關(guān)閉定時(shí)器0初始化定時(shí)器0 計(jì)數(shù)變量自加1 定時(shí)中斷流程圖電路是不是有短路的情況出現(xiàn)，然后看看設(shè)計(jì)的原理是不是對(duì)的，每一個(gè)線路電壓有沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤。經(jīng)過檢查，斷電測(cè)試沒有問題。A、插入電源后，按了開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電路沒有反應(yīng)，經(jīng)過處理，換了一個(gè)9V的電源，問題終于得到了解決。B、 測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)鐘是不是正確的，本人的方法是用萬(wàn)能表來(lái)測(cè)試。把萬(wàn)能表調(diào)到直流電壓檔這個(gè)檔位，然后把兩線分別接在XTAL1與AXTAL2之間，顯示出來(lái)的數(shù)字是，沒有問題。C、復(fù)位電路經(jīng)過檢測(cè)沒有出現(xiàn)問題。D、數(shù)碼管顯示有時(shí)顯示不正常，經(jīng)過一系列排查處理之后，恢復(fù)正常。LED燈表現(xiàn)也正常。A、接上電源后，交通燈開始運(yùn)作，運(yùn)作正常。運(yùn)行1分鐘，按復(fù)位鍵，恢復(fù)到了開始狀態(tài)，表現(xiàn)正常。B、按緊急停止按鍵，四個(gè)紅燈一起亮了，再按一次，退出該模式，表現(xiàn)正常。C、按顯示車流量按鍵，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)停止，紅外線每檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)，計(jì)數(shù)加1，再按一次，退出該模式，表現(xiàn)正常。D、按單向通行按鍵，按一次為東西通行，按兩次為南北通行，按第三次退出該模式，表現(xiàn)正常。E、按夜間模式按鍵，按一次路口全為黃燈，按第二次退出該模式，表現(xiàn)正常。F、按調(diào)時(shí)按鍵，調(diào)節(jié)東西方向的紅燈和綠燈時(shí)長(zhǎng)，按一次為調(diào)節(jié)紅燈時(shí)長(zhǎng)，按兩次為調(diào)節(jié)綠燈時(shí)長(zhǎng)，再按時(shí)間加減兩個(gè)按鍵，時(shí)間按照按鍵的次數(shù)加減，再按一次，退出該模式，表現(xiàn)正常。6結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許許多多的東西。總結(jié)有以下幾條：（1）首先，學(xué)習(xí)到最明顯的就是word的運(yùn)用。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)以前，除了幾次基本的文字編輯之外，其它的功能根本就沒有用過。通過這篇論文的修改，我學(xué)會(huì)了很多功能的運(yùn)用，包括段落、頁(yè)面、頁(yè)眉、等各種編輯功能。雖然我知道word的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，但是這次起碼讓我學(xué)習(xí)到了我以前不會(huì)的東西，這就是一種進(jìn)步的表現(xiàn)。（2）通過復(fù)習(xí)大學(xué)期間學(xué)過的有關(guān)知識(shí)，我將此充分運(yùn)用到了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，跟實(shí)踐相聯(lián)合。同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)自己有很多知識(shí)不明白，都是通過問老師，查資料自學(xué)來(lái)掌握，我相信經(jīng)過我的努力，可以完美的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。（3）在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我對(duì)單片機(jī)有了更深的理解，學(xué)習(xí)到了更多關(guān)于單片機(jī)的知識(shí)。通過深入的研究和思考，在程序編寫方面也有自己獨(dú)特的一套思路，編寫的時(shí)候更加熟練，靈巧。（4）增強(qiáng)了查閱資料和自學(xué)的能力。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我遇到了很多不會(huì)的問題，然后我就開始自己上網(wǎng)搜索，查找或者翻閱書本查找，經(jīng)過自學(xué)之后，如果還是不懂，我就會(huì)問同學(xué)和老師，最后通過自己的理解逐漸的把問題解決了。這讓我體會(huì)到了什么叫學(xué)無(wú)止境，知識(shí)是無(wú)限的，我們只有通過不斷的學(xué)習(xí)，提升自己的知識(shí)面，才能更好的運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，使生活更加美好，思想境界更加廣闊。 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