【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)驅(qū)動(dòng)等電路中。 七段數(shù)碼管數(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。分段式數(shù)碼管由分布在同一平面上若干段發(fā)光的筆畫組成，如半導(dǎo)體顯示器。其基本結(jié)構(gòu)是PN結(jié)，即用發(fā)光二極管（LED）組成字型來來顯示數(shù)字。這種數(shù)碼管的每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管，因此也稱LED數(shù)碼管或LED七段顯示器。共陽數(shù)碼管（）在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。[7]。 共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管各段對應(yīng)代碼圖 電源電路設(shè)計(jì) 三端穩(wěn)壓器簡介三端穩(wěn)壓器，主要有兩種：一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器；另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)太器。其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有78系列（正電源）和79系列（負(fù)電源），輸出電壓由具體型號中的后面兩個(gè)數(shù)字代表，有5V，6V，8V，9V，12V，15V，18V，24V等檔次。輸出電流以78（或79）后面加字母來區(qū)分。，，如78L05表示5V。 電源電路圖本設(shè)計(jì)需要提供兩種穩(wěn)定電壓，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用雙電源分別對其提供穩(wěn)定電壓。故選擇MC7805穩(wěn)壓器提供單片機(jī)+5V電壓，MC7812穩(wěn)壓器提供光電開關(guān)+15V電壓。其應(yīng)用電路如下： +5V三端穩(wěn)壓電源 +12V三端穩(wěn)壓電源 系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合各單元電路，得到如下的系統(tǒng)原理圖。 系統(tǒng)原理圖（1）系統(tǒng)工作狀態(tài)說明：光電開關(guān)將檢測到的車流量脈沖信號送入單片機(jī)的T1口，T1對輸入脈沖計(jì)數(shù)，同時(shí)單片機(jī)T0口對其定時(shí)，在設(shè)置的一段時(shí)間內(nèi)（如1分鐘），通過單片機(jī)定時(shí)器T0的溢出中斷，將計(jì)數(shù)值送回，單片機(jī)通過執(zhí)行相應(yīng)的程序，從而控制交通狀態(tài)燈切換及數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示。單片機(jī)根據(jù)車流量變化具體工作狀態(tài)如下：① 當(dāng)定時(shí)時(shí)間，執(zhí)行定時(shí)中斷T0，單片機(jī)將T1的計(jì)數(shù)值送給車流量檢測變量CAR_NUMBEERS，單片機(jī)每執(zhí)行一次程序，都將掃描該變量的值。當(dāng)CAR_NUMBERS大于25輛/分，執(zhí)行狀態(tài)Ⅰ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時(shí)40秒，然后東西黃燈5秒，南北保持紅燈5秒，緊接著東西紅燈，南北方向綠燈，倒計(jì)時(shí)25秒后，南北亮黃燈5秒，東西保持紅燈狀態(tài)5秒后，重新掃描。② 當(dāng)系統(tǒng)剛開始工作或者CAR_NUMBERS大于或等于15輛/分，小于或等于25輛/分，將執(zhí)行狀態(tài)Ⅱ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時(shí)30秒，然后東西黃燈5秒，南北保持紅燈5秒，緊接著東西紅燈，南北方向綠燈，倒計(jì)時(shí)25秒后，南北亮黃燈5秒，東西保持紅燈狀態(tài)5秒后，重新掃描。 ③ 當(dāng)CAR_NUMBERS小于15輛/分，執(zhí)行狀態(tài)Ⅲ：東西方向綠燈，南北方向紅燈，倒計(jì)時(shí)50秒，然后東西黃燈5秒，南北保持紅燈5秒，緊接著東西紅燈，南北綠燈，倒計(jì)時(shí)45秒后，南北亮黃燈5秒，東西保持紅燈5秒后，重新掃描[4]。（2）相關(guān)參數(shù)說明交通量counts：是指在選定的時(shí)間段內(nèi)，通過道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的車輛實(shí)體數(shù)。交通量是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的交通量都是變化的，交通量隨時(shí)間和空間變化的現(xiàn)象，稱之為交通量的時(shí)空分布特性。通常取某一時(shí)間段內(nèi)的平均值作為該時(shí)間段內(nèi)的交通量。參考時(shí)間t：為了更準(zhǔn)確地表示某個(gè)路口的車流量，選擇一個(gè)適合的時(shí)間段作為參考值，即參考時(shí)間。車流量CAR_NUMBERS：指單位時(shí)間內(nèi)通過某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的車輛實(shí)體數(shù)。具體關(guān)系如下：CAR_NUMBERS = counts/t (輛/分)第3章 程序設(shè)計(jì) 軟件可靠性設(shè)計(jì)在單片機(jī)軟件程序的設(shè)計(jì)中，采用一些措施來提高單片機(jī)系統(tǒng)工作的可靠性。軟件抗干擾研究的內(nèi)容主要有：一、消除模擬輸入信號的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）；二、程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。這里針對后者提出幾種有效的軟件抗干擾方法。 　　（1）指令冗余技術(shù) 　　單片機(jī)CPU取指令過程是先取操作碼，再取操作數(shù)。當(dāng)PC受干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，程序便脫離正常軌道“亂飛”，當(dāng)亂飛到某雙字節(jié)指令，若取指令時(shí)刻落在操作數(shù)上，誤將操作數(shù)當(dāng)作操作碼，程序?qū)⒊鲥e(cuò)。若“飛”到了三字節(jié)指令，出錯(cuò)機(jī)率更大。 　　在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫稱為指令冗余。通常是在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個(gè)字節(jié)以上的NOP。這樣即使亂飛程序飛到操作數(shù)上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序自動(dòng)納入正軌。 　　此外，對系統(tǒng)流向起重要作用的指令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入兩條NOP，也可將亂飛程序納入正軌，確保這些重要指令的執(zhí)行。 　　（2）軟件陷阱技術(shù) 　　當(dāng)亂飛程序進(jìn)入非程序區(qū)，冗余指令便無法起作用。通過設(shè)置軟件陷阱，攔截亂飛程序，將其引向指定位置，再進(jìn)行出錯(cuò)處理。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復(fù)位入口地址0000H的指令。 　　例如，對于8051單片機(jī)，通常在單片機(jī)程序存儲器中非程序區(qū)填入以下指令作為軟件陷阱： 　　NOP 　　NOP 　　LJMP 0000H 　　在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。當(dāng)使用的中斷因干擾而開放時(shí)，在對應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，能及時(shí)捕獲錯(cuò)誤的中斷。如某應(yīng)用系統(tǒng)雖未用到外部中斷1，外部中斷1的中斷服務(wù)程序可為如下形式： 　　NOP 　　NOP　　RETI 　　返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP 0000H”。如果故障診斷程序與系統(tǒng)自恢復(fù)程序的設(shè)計(jì)可靠、完善，用“LJMP 0000H”作返回指令可直接進(jìn)入故障診斷程序，盡早地處理故障并恢復(fù)程序的運(yùn)行[11]?！　】紤]到程序存儲器的容量，軟件陷阱一般1K空間有23個(gè)就可以進(jìn)行有效攔截。 　?。?）軟件“看門狗”技術(shù) 　　若失控的程序進(jìn)入“死循環(huán)”，通常采用“看門狗”技術(shù)使程序脫離“死循環(huán)”。通過不斷檢測程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)程序循環(huán)時(shí)間超過最大循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”，需進(jìn)行出錯(cuò)處理?！翱撮T狗”技術(shù)可由硬件實(shí)現(xiàn)，也可由軟件實(shí)現(xiàn)。 在工業(yè)應(yīng)用中，嚴(yán)重的干擾有時(shí)會破壞中斷方式控制字，關(guān)閉中斷。則系統(tǒng)無法定時(shí)“喂狗”，硬件“看門狗”電路失效。而軟件“看門狗”可有效地解決這類問題[3]。 主程序流程圖 主程序流程圖 中斷程序流程圖 中斷程序流程圖 匯編程序設(shè)計(jì)程序清單：ORG 0000HLJMP 100HORG 000BHLJMP T0_INTERUPTORG 100HEAST_GREEN DATA 70HEAST_YELLOW DATA 71HEAST_RED DATA 72HCAR_NUMBERS DATA 73HMOV 73H,20 。車流量初值START: MOV DPTR,TAB MOV P3,00H MOV SP,60H MOV R3,250 。中斷延時(shí)15S MOV R4,00H 。 MOV TMOD,01010001B MOV TH0,15H MOV TL0,0A0H 。60MS初值 MOV TH1,00H MOV TL1,00H MOV IE,82H 。開放T0中斷 SETB TR0 SETB TR1 SETB 。I/O口輸入數(shù)據(jù)前需將其先置1LOOP: CLR 。中斷檢驗(yàn)位清0 MOV A,CAR_NUMBERS CJNE A,25,LOOP1LOOP1: JNC STATE1 CJNE A,15,LOOP2LOOP2: JC STATE3 LJMP STATE2STATE1: MOV EAST_GREEN,40 。車流量大于25時(shí)，顯示狀態(tài)1 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,25 LJMP STATESTATE2: MOV EAST_GREEN,30 。車流量處于15和25之間，顯示狀態(tài)2 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,25 LJMP STATESTATE3: MOV EAST_GREEN,50。車流量小于15時(shí)，顯示狀態(tài)3 MOV EAST_YELLOW,5 MOV EAST_RED,45 LJMP STATESTATE: MOV R0,EAST_GREEN 。東西綠燈，南北紅燈 MOV P1,11011110BSTATE_1: LCALL T0_BCD LCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S