【文章內(nèi)容簡介】 輸入） /WR /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 圖 總線結(jié)構(gòu) 13 AT89S52 的管腳除了電源、復(fù)位、時鐘接入、用戶 I/O 口部分 P3 外，其余管腳都是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展而設(shè)置的。這些管腳構(gòu)成了三總線形式，即： (1) 地址總線（ AB）：地址總線寬度為 16 位，因此，其外部存儲器直接地址外圍為 64K 字節(jié)。 16 位地址總線由 P0 經(jīng)地址鎖存器提供低 8 位地址（ A0～ A7）；P2 口直接提供高 8 位地址（ A8～ A15）。 (2) 數(shù)據(jù)總線（ DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為 8 位，由 P0 口提供。 (3) 控制總線（ CB）：由部分 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨(dú)立控制線 RESET /EA、 ALE、 /PSEN 組成。 電路單元設(shè)計 電源電路 該設(shè)計中采用了線性工作狀態(tài)的線性集成穩(wěn)壓電源。電源電路圖如下圖 所示： 圖 電源電路圖 電源的穩(wěn)壓電路根據(jù)調(diào)整元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓電路等；根據(jù)調(diào)整元件與向載連接方法，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型；根據(jù)調(diào) 整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開關(guān)穩(wěn)壓電路。 說明：電路圖如上圖，從電網(wǎng)輸入直流 220V/50HZ 的交流電壓，經(jīng)電壓器變壓為 9V 的低壓電，再經(jīng)過橋式電路的整流變?yōu)橹绷?，然后?jīng)過濾波電容濾波后變?yōu)榧y波較大的直流電源。利用穩(wěn)壓器 W7805 穩(wěn)壓后變成穩(wěn)定的 +5V 的直流電源。 信號燈顯交通示電路 交通燈顯示如圖 所示： 14 圖 此設(shè)計為起始狀態(tài)東、南、西、北均為紅燈；進(jìn)入狀態(tài) 1 后，東西為紅燈，南北為綠燈；到了狀態(tài) 2 后，南 北為綠燈，再跳至黃燈，東西為紅燈；進(jìn)入到狀態(tài) 3 后，南北為紅燈，東西為綠燈；狀態(tài) 4，南北為紅燈，東西為綠燈再跳至黃燈。按此過程循環(huán)。 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需安裝復(fù)位鍵以重新啟動。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24 個晶振脈沖周期（即 2 個機(jī)器周期）以上，本設(shè)計使用頻率為 6MHz 的晶 振，所以復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過 4μ s 才能完成復(fù)位操作。 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。其中按鍵手動復(fù)位又有電平方式和脈沖方式兩種，在本設(shè)計中采用的是按鍵手動復(fù)位中的電平復(fù)位。電平復(fù)位三通過使復(fù)位端經(jīng)電 15 阻與 Vcc 電源而實(shí)現(xiàn)的，其電路如上圖 所示。 圖 復(fù)位電路 復(fù)位電路工作原理：上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機(jī)器周期），單片機(jī)就 可以進(jìn)行復(fù)位操作。 上電與按鍵均有效的復(fù)位電路不僅在上電時可以自動復(fù)位，而且在單片機(jī)運(yùn)行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作。所以本設(shè)計選用第二種上電復(fù)位與按鍵均有效的各單位電路。 16 交通信號燈整體原理圖 (見附錄 3) 3. 6 元件清單 (見附錄 2) 17 第 4 章 交通燈軟件系統(tǒng)設(shè)計 程序結(jié)構(gòu)說明 因此程序采用了 3 層封裝的結(jié)構(gòu)，使得用戶對于功能上的擴(kuò)展極為容易。程序結(jié)構(gòu)容易理解，程序有很高的復(fù)用性和健壯性，接口明確，即使不是程序開發(fā)者，同樣也很容易實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。程序采用這種方式封 裝，給程序在編寫的時候出現(xiàn)錯誤的查找和修改帶來了方便。其 程序封裝圖，如下圖 所示 : 程序清單 (見附錄 1) 存儲地址說明 ：延時函數(shù)： R6， R7 顯示函數(shù)： 顯示段碼： 20H 21H 22H 23H 南北交通燈狀態(tài)： 2fH 倒計時： 25H 26H 查表： R0 中斷函數(shù)：紅綠燈狀態(tài)： R1， R2 定時一秒中斷次數(shù) ： R3 time0_interrupt： 定時中斷 0 函數(shù) ， 用于時間的調(diào)整 ， 使用了 ： R3,R2,R1 Delay：延時函數(shù)，用于顯示時的延時，可調(diào)節(jié)延時時間 ,使用了： R6， R7 led_disp:顯示函數(shù) 顯示分兩部分 ： 一部分為數(shù)碼管顯示 ， 另一部分為交通燈顯定時器與顯示控制模塊 多級菜單特效模塊 串口串行通信模塊 功能層 驅(qū)動層 邏輯層 顯示邏輯控制 菜單邏輯控制 串行邏輯控制 數(shù)碼管、 LED 與液晶顯示驅(qū)動 程序 液晶顯示與鍵盤驅(qū)動程序 MAX487 串行通訊驅(qū)動程序 圖 程序封裝圖 18 示 ， 使用了 ： R0, R4， R5 程序流程說明 系統(tǒng)可以通過本地的鍵盤輸入和遠(yuǎn)程的串口所傳來的數(shù)據(jù)，更改并保 存用戶的數(shù)據(jù)，然后定時器會從存儲器中提取有效的數(shù)據(jù)，把顯示設(shè)備的顯示進(jìn)行刷新，最后由單片機(jī)將用戶設(shè)定的時間周期性的進(jìn)行顯示。程序可以使用串口通訊來控制主計算機(jī)，達(dá)到與鍵盤輸入相同的效果實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。其程序流程圖，如下圖 所示 : 定時器 從串口輸入指令數(shù)據(jù) 從鍵盤輸入數(shù)據(jù) 保存用戶輸入的數(shù)據(jù) 通過主計算機(jī)周期性的進(jìn)行顯示 提取用戶數(shù)據(jù)并檢查倒計數(shù)時間 刷新所有顯示器設(shè)備 輸出 計算機(jī)數(shù)據(jù) 手動輸入 圖 程序流程圖 19 交通信號燈程序流程圖如下 交通信號燈主程序流程圖，如下圖 所示 : 交通信號燈主程序流程圖 開始初始狀態(tài) 東南西北都是紅燈狀態(tài) 1 南北為綠燈 , 東西為紅燈狀態(tài) 2 南北由綠燈至黃燈 , 東西為紅燈狀態(tài) 3 東西為紅燈 , 南北為綠燈狀態(tài) 4 東西由紅燈至黃燈 , 南北為綠燈 20 交通 信號燈中斷程序流程圖，如下圖 所示 : YNYN中斷關(guān)中斷保護(hù)開中斷？A 道有車嗎 A 綠燈B 紅燈延時5 秒關(guān)中斷恢復(fù)現(xiàn)場返回？B 道有車嗎 B 綠燈A 紅燈 交通信號燈中斷程序流程圖 21 第 5 章 PCBA 制作與調(diào)試 PCB 制作說明 完成原理圖的繪制，對于簡單的原理圖也可以進(jìn)行直接的 PCB 板繪制。 （ 1） 據(jù)原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表，這部分 PROTEL99 是自動進(jìn)行的，只需要用戶單擊“ create Netlist”即可。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)表有也是原理圖與印制電路板的接口 （ 3） 規(guī)劃電路板的結(jié)構(gòu)，即確定電路板的框架，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。 （ 4） 引入第二步生成的網(wǎng)絡(luò)表和零 件封裝，讓原理圖與印制電路板連接起來。 （ 5） 引入網(wǎng)絡(luò)表后系統(tǒng)將根據(jù)規(guī)則對零件自動布局進(jìn)行飛線。 這是自動布線的前提。 （ 6） Protel 99 自動布線比較完善，它采用最先進(jìn)的無網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?；谛螤畹膶蔷€自動布線技術(shù)。 （ 7） 自動布線后，如果有不滿的地方，我們可以進(jìn)行手工調(diào)整。 （ 8） 存盤打印。 （ 9） 結(jié)束。 PCB 制作流程說明 不管是單面板、雙面板、多層板的設(shè)計，之前都是用 protel 設(shè)計出來的，現(xiàn)在有用 PADS、 Allegro 等設(shè)計。印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。印刷電 路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部 電子元件 的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計需要借助計算機(jī)輔助設(shè)計 （ CAD） 實(shí)現(xiàn)。 由于本設(shè)計不是很復(fù)雜，所以采用 protel 來設(shè)計。 PCB 制作流程圖如下圖 所示 : 開 始設(shè) 計 與 繪 制 原 理 圖生 成 網(wǎng) 絡(luò) 表PCB系 統(tǒng) 設(shè) 置引 入 網(wǎng) 絡(luò) 表修 改 封 裝 與 布 局設(shè) 置 PCB規(guī) 則自 動 布 線手 工 調(diào) 整 布 線 存 盤 打 印開 始設(shè) 計 與 繪 制 原 理 圖生 成 網(wǎng) 絡(luò) 表P C B 系 統(tǒng) 設(shè) 置引 入 網(wǎng) 絡(luò) 表修 改 封 裝 與 布 局設(shè) 置 P C B 規(guī) 則自 動 布 線手 工 調(diào) 整 布 線 存 盤 打 印開 始設(shè) 計 與 繪 制 原 理 圖生 成 網(wǎng) 絡(luò) 表P C B 系 統(tǒng) 設(shè) 置引 入 網(wǎng) 絡(luò) 表修 改 封 裝 與 布 局設(shè) 置 P C B 規(guī) 則自 動 布 線手 工 調(diào) 整 布 線 存 盤 打 印 22 開 始設(shè) 計 與 繪制 原 理 圖生 成 網(wǎng) 絡(luò)表PCB系 統(tǒng)設(shè) 置引 入 網(wǎng) 絡(luò)表修 改 封 裝與 布 局設(shè) 置 PCB規(guī) 則自 動 布 線手 工 調(diào) 整布 線 存 盤 打 印 圖 PCB 制作流程圖 PCB 印制版圖 (見附錄 4) 硬件檢測 硬件檢測分為 :靜態(tài)檢測和動態(tài)檢測 。 靜態(tài)檢測為： 第一步：目測，檢查外部的各種元件或則電路是否有斷點(diǎn)； 第二步： 用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn) 23 再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象； 第三步：加電檢測。給板加電，檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值； 第四步： 是聯(lián)機(jī)檢查。因為只有用單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 動態(tài)檢測為： 動態(tài)檢測是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系