【文章內容簡介】 圖 25 通行燈輸出顯示模塊 時間顯示模塊 通行剩余 時間顯示模塊如圖 26 所示 （以北路口為例） 。 路 口通行剩余時間采用高亮紅色 7 段 共陽 LED 發(fā)光數碼管顯示，采用共陽數碼管，如用單片機吸收電流驅動，列掃描驅動使用三級管，按每段 6mA 電流算，全顯示字型 “8”時，每個數碼管需 6mA8=48mA。由于時間顯示每個 路 口相同， 4組需 192mA，因此設計中采用功率三極管 S9012 驅動 。由于單片機每個段碼輸出口需吸 收 48mA 電流，因此在電路設計中也使用了驅動集成塊 74HC244。 電源電路 電源電路如圖 27 所示。整個系統(tǒng)采用的電源電壓只需 +5V 電壓，將交流電經變壓器變換為 15V 交流電，再用整流橋得到 左右的直流電，采用不可調的 3端穩(wěn)壓器件 LM7805 將電源穩(wěn)定在 5V 直流輸出。 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U17 4 H C 2 4 4Q 2 AS 9 0 1 2Q 3 AS 9 0 1 2Q 1 AS 9 0 1 2 R 1 710KR 1 910KR 1 810K1234567123456712345671234567abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpCOMCOMD S 1abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpCOMCOMD S 2abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpCOMCOMD S 3P 3 .1 P 3 .0P 3 .2北路口顯示器P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7+ 5 VV C CG N D+ 5 V 圖 26 時間顯示 模塊 電路 1234D 1 7B R I D G EC70 . 1 u FC60 . 1 u FC22 2 0 u FC32 2 0 u FIN3ADJ1O U T2U47 8 0 5R 3 01KD 1 81 5 V A C+ 5 V 圖 27 電源電路 單片機概述 單片機是由運算器、控制器、存儲器、輸入設備以及輸出設備共五個基本部分組成的。單片機是把包括運算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入 輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。 通常，單片機由單個集成電路芯片構成，內部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和 I/O 接口電路等。因此，單片機只需要和適當的軟件及外部 設備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。 單片機經過 3 代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU 功能在增強，內部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓、低功耗。 可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是 指個人計算機，簡稱 PC 機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞 —— “智能型” ，如智能型洗衣機等?，F在有些工廠的技術人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。 目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自 動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。它主要是作為控制部分的核心部件。 硬件電路中器件 選擇 A. AT89S52 單片機 AT89 系列單片機是 ATMEL 公司的 8 位 FLASH 單片機。這個系列單片機最吸引人的特點就是在片內含有 FLASH 存儲器， 不需要再外擴存儲器， 與 80C51 插座兼容，由于這些優(yōu)點，使 它有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式和需要特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。 89 系列單片機典型型號 有 AT89C51，AT89LV51， AT89C52， AT89LV52， AT89C2051, AT89S52， AT89C1051， AT89S51 和 AT89S8252。 本設計選用 AT89S52。 它內部 具有 1 個 8KB 的 Flash 的程序存儲器， 1 個 512字節(jié)的 RAM， 4 個 8 位的雙向可位尋址 I/O 端口， 3 個 16 的定時 /計數器 、 1 個串行口 、 6 個 二級中斷 源和兩個中斷優(yōu)先級 。引腳如圖 28 所示。 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U5A T 8 9 S 5 2P 3 .0P 3 .1+ 5 VV C CG N DA T 8 9 S 5 22040 圖 28 AT89S52 引腳 按功能， 引腳大致分為 4 部分： a） I/O 口線 P0 口： 8 位、漏級開路的雙向 I/O 口。當使用片外存儲器及外擴 I/O 口時， P0口作為低字節(jié)地址 /數據復用線。在編程時， P0 口用于接受指令代 碼字節(jié)；在程序校驗時， P0 口可輸出指令字節(jié)（這時需要加外部上拉電阻）。 P1 口： 8 位、準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。 P1 口是為用戶準備的 I/O 雙向口。在編程和校驗時，可用做輸入低 8 位地址。用做輸入時，應先 將 輸出鎖存器置 1。 P1 口可驅動 4 個 TTL 負載。 P2 口： 8 位、準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。 P2 口也可做普通 I/O 口使用。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置 1。 P2 口可驅動 4 個 TTL 負載。 P3 口： 8 位、準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。 P3 口可作為普通 I/O 口，用做輸入時，將輸出鎖存器置 1。在編程 /校 驗時， P3 口接受某些控制信號。 b） 控制信號線 RST：復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作時，在 RST 腳施加兩個機器周期（即 24 個晶振周期）以上的高電平，將器件復位。 EA /VPP：外部程序存儲器訪問允許信號。當 EA 引腳接地時，僅使用 64KB 的片外程序存儲器， CPU 從外部 0000H～ FFFFH 的地址空間取指令；當 EA 引腳接VCC 時， CPU 從片內 0000H 地址開始取指令，當 PC 值超過 1FFFH 時，自動轉到外存儲器 2021H～ FFFFH 地址空間執(zhí)行程序。 PSEN ：片外程序存儲器讀選通信號，低電平有效。 ALE/PROG ：低字節(jié)地址鎖存信號 。 c） 電源線： VCC為 電源電壓輸入引腳 ， GND 為 地線 。 d） 外部晶振引線： XTAL1：片內振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生線路的輸入端。使用片內振蕩器時，連接外部石英晶體和微調電容。 XTAL2：片內振蕩器反相放大器的輸出端。當使用 片內振蕩器時，外接石英晶體和微調電容。 簡單 輸出 接口擴展通常使用的典型芯片為 74HC244, 由該芯片可構成三態(tài)數據緩沖器。 74HC244芯片的引腳排列 與內部結構分別如圖 29（ a） （ b） 。 12345678911121314151617181920101 OE1 A 02 Y 02 Y 11 A 22 Y 21 A 32 Y 3GNDV cc2 OE1 Y 02 A 02 A 11 Y 22 A 21 Y 32 A 31 Y 11 A 174 H C 2 4 42468117151311191816141235791 A 01 A 21 A 31 O E2 A 02 A 12 A 22 A 31 A 12 0 E1 Y 01 Y 11 Y 21 Y 32 Y 22 Y 32 Y 02 Y 1.10GND20VCC （ a） 引腳排列 (b)內部結構 圖 29 74HC244 74HC244芯片內部共有兩 組 四位三態(tài)緩沖器 , 使用時可分別以 1OE 和 2OE 作為它們的選通工 作信號。 1腳為低電平時只有 4個緩沖器工作，輸入 2， 4， 6， 8對應輸出 18， 16， 14， 12； 1為高電平時這 4個緩沖器為高阻。 19引腳為低電平另外四個緩沖器工作，同樣，輸入 11， 13， 15， 17，對應輸出 9， 7， 5， 3； 19為高電平時這四個緩沖器為高阻。 C. LM 7805 LM7805 的外 形如圖 210 所示。 LM7805 三 端集成穩(wěn)壓電源內部由基準電壓回路、恒流源、過流保護、過壓保護和短路保護回路等 8 部分組成，具有低功耗，高效率，紋波系數小，輸出電壓穩(wěn)定等優(yōu)點。 圖 210 LM7805 的外 形 圖 LED 數碼管 7 段數碼管是一種常用的顯示器件，其外觀 與 內部 電路連接 見圖 211。它使用 7個筆畫顯示 0~9 共 10 個數字，加上一個小數點共 8 個顯示段，每一個筆畫都是由發(fā)光二級管 組成的。 LED 數碼管根據 LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類 ， 圖 211 (b)是共陽極數碼管的內部電路，將 八 只 LED 的陽極連在一起 ， 其中 a~g 為 7 個筆 畫的驅動端； dp 為小數點驅動端； COM 為公共引腳。 abcdefgab c d e f gd pd pV C C3 8 C O M764 21 9 1 0 5123 4 567891 0 (a)外觀 (b)內部電路連接 圖 211 LED 數碼管 0～ 9 共 10 個字符的字形碼 如 表 21 所示 。 雙色發(fā)光二極管是在一個封裝結構內設置兩只不同單色的發(fā)光二極管 。 共陰紅綠雙色發(fā)光電氣符號圖 與內部電路連接 如圖 212 所示。 有 3 根 引出線， 圓形 和 長方形 兩種封裝 。 其中第一只發(fā)光二極管的負（或正 極 ）與第二只發(fā)光二極管的 負 （或正 極 ） 極相互連接后 再 向外引出。 表 21 LED 數碼管 顯示字符的字形碼 字形 字形編碼 dp g f