【正文】 電阻取1000歐。其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入片內(nèi)定時(shí)控制部件。這幾部分保證了單片機(jī)可以正常的工作。由于是軟件仿真，所以不會(huì)出現(xiàn)無法驅(qū)動(dòng)的情況，真實(shí)情況下需要考慮其驅(qū)動(dòng)情況。發(fā)光二極管和數(shù)碼二極管一樣分為共陰極和共陽極兩種，本實(shí)驗(yàn)在硬件電路搭建的時(shí)候采用的是共陽極發(fā)光二級管，這樣使用單片機(jī)容易驅(qū)動(dòng)，而采用共陰極則不易驅(qū)動(dòng)二極管，有時(shí)候采用高電平驅(qū)動(dòng)則會(huì)產(chǎn)生單片機(jī)電壓過低而無法點(diǎn)亮二極管致使單片機(jī)燒毀的情況。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。當(dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。圖 5 發(fā)光二級管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。LED數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩種，本實(shí)驗(yàn)在硬件電路搭建的時(shí)候采用的是共陽極LED數(shù)碼管，這樣使用單片機(jī)容易驅(qū)動(dòng)，而采用共陰極則不易驅(qū)動(dòng)二極管。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。如：顯示一個(gè)“2”字，那么不同之分，、1寸等不同的尺寸。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。所以硬件編程代碼同樣適用于軟件仿真。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。RST/Vpd9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。功能包括對會(huì)聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。AT89C52四、元件清單表 1 元器件清單名 稱規(guī) 格數(shù) 量單片機(jī)AT89C521排阻 1排阻9腳330 1晶振 1發(fā)光二極管GREEN 4發(fā)光二極管RED 4發(fā)光二極管YELLOW 4 數(shù)碼管 兩位共陰 4 電阻1K 5按鍵 2電解電容10uF 1獨(dú)石電容30pF 2AT89C52通過比較兩種方案，結(jié)合交通燈的實(shí)際情況，紅綠燈和數(shù)碼管的東西方向和南北方向一致，所以可以節(jié)省10個(gè)I/O口，因此此系統(tǒng)僅僅需要19個(gè)I/O口就足夠了，使用CD4511和74LS138不僅增加了成本，而且也沒起到什么太大的作用，采用方案一節(jié)省下來的I/O口在該系統(tǒng)中也沒有什么用處，而且在編程的時(shí)候也大大增加了編程的難度，電路也相對復(fù)雜了。方案比較：方案一采用了CD4511譯碼器和74LS138譯碼器，理論上為單片機(jī)的使用節(jié)省了9個(gè)I/O口，實(shí)際需要29個(gè)而采用該方案以后僅僅使用了20個(gè)，但是由于使用了兩個(gè)譯碼器，所以在成本上增加了花銷。按鍵電路為在緊急情況下的應(yīng)急處理系統(tǒng)，作用是使東西南北的等變?yōu)榧t燈。方案二、直接進(jìn)行片選和驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示的交通燈系統(tǒng)圖 2 方案二 直接進(jìn)行片選和驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示的交通燈系統(tǒng) 該方案直接采用單片機(jī)的I/O口對LED數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示和片選的驅(qū)動(dòng)。按鍵電路為在緊急情況下的應(yīng)急處理系統(tǒng)，作用是使東西南北的等變?yōu)榧t燈。通過CD4511將單片機(jī)輸出的BCD8421碼轉(zhuǎn)換成為七段碼然后送LED數(shù)碼管顯示；通過74LS138譯碼器將單片機(jī)輸出的三位二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成八位只有一個(gè)低電平的代碼，從而對LED數(shù)碼管進(jìn)行片選。，通過K1鍵手動(dòng)設(shè)置，將所有路口的燈變?yōu)榧t燈。（各方向均有兩個(gè)LED數(shù)碼管，分別表示個(gè)位和十位），顯示倒計(jì)時(shí)。5s后轉(zhuǎn)狀態(tài)1：南北綠燈亮通車，東西紅燈亮，禁止通行，持續(xù)30s；30s后轉(zhuǎn)狀態(tài)2：南北綠燈滅轉(zhuǎn)黃燈閃亮，延遲5s，東西仍然紅燈；5s后轉(zhuǎn)狀態(tài)3：東西綠燈亮通車，南北轉(zhuǎn)紅燈，持續(xù)30s；30s后轉(zhuǎn)狀態(tài)4：東西綠燈滅轉(zhuǎn)亮黃閃燈，延遲5s，南北仍然紅燈。二、設(shè)計(jì)任務(wù):，即一個(gè)十字路口為東西向和南北向，四個(gè)路口均有紅黃綠三等和兩個(gè)LED數(shù)碼顯示管。 河北建筑工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng) 系： 電氣工程系 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電子09班 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 杜春輝 職 稱： 講 師 2012年6月30日交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和目的本課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過對電子技術(shù)及單片機(jī)原理的學(xué)習(xí)，綜合掌握電子電路綜合設(shè)計(jì)的過程，設(shè)計(jì)要求和具體的設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)更好的復(fù)習(xí)、理解模擬電子、數(shù)字電子和單片機(jī)等課程內(nèi)容，使理論和實(shí)際相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及查閱相關(guān)資料解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。交通燈上電以后進(jìn)入初始狀態(tài)即東西紅燈，南北紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。倒計(jì)時(shí)用于提醒駕駛員或者行人信號(hào)燈發(fā)生改變的時(shí)間，以便他們在“停止”和“通行”兩者做出合適的選擇。三、設(shè)計(jì)方案及原理：方案一、采用74LS138譯碼器和CD4511譯碼器的交通燈系統(tǒng)圖 1 方案一 采用74LS138和CD4511譯碼器的交通燈系統(tǒng)框圖該方案使用了CD4511顯示譯碼器和74LS138譯碼器。時(shí)鐘電路和復(fù)位電路為單片機(jī)提供正常的工作環(huán)境。紅綠燈電路由單片機(jī)I/O口直接驅(qū)動(dòng)。時(shí)鐘電路和復(fù)位電路為單片機(jī)提供正常的工作環(huán)境。紅綠燈電路由單片機(jī)I/O口直接驅(qū)動(dòng)。方案二直接用單片機(jī)的I/O口進(jìn)行LED數(shù)碼管字位驅(qū)動(dòng)，使用的I/O口比較多，但是成本較低。所以綜合考慮，我們采用方案二的設(shè)計(jì)。是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓,高性能 CMOS 8 位單片機(jī),片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存 儲(chǔ)器(PEROM)和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) ,器件采用 ATMEL 公司的高密度,非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn), 與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容, 片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU) Flash 存儲(chǔ)單元, 和 功能強(qiáng)大單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合.圖 3 AT89C52單片機(jī)AT89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。本實(shí)驗(yàn)硬件電路搭建采用STC89C52單片機(jī)，軟件仿真的時(shí)候采用的是AT89C52單片機(jī)，雖然兩個(gè)單片機(jī)電路功能稍有區(qū)別，但是在使用及編程的時(shí)候引腳通用，編程無影響。LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的2個(gè)8數(shù)碼管字樣了。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā) 圖 4 LED數(shù)碼管，電流不超過30mA。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、A、B、C、D、E、F。而在proteus軟件仿真的時(shí)候由于采用共陰極數(shù)碼管時(shí)出現(xiàn)亂碼，在尋找錯(cuò)誤時(shí)也沒有發(fā)現(xiàn)什么不對的地方，為了方便起見在軟件仿真時(shí)選用了共陰極LED數(shù)碼管，這時(shí)就需要在P0口驅(qū)動(dòng)的時(shí)候加上一個(gè)反相器其結(jié)果才和硬件電路一樣。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。不同的半?dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。在proteus軟件仿真的時(shí)候軟件給出的發(fā)光二級管如圖所示，該紅綠燈模塊為共陰極發(fā)光二級管模塊，所以仿真時(shí)采用的驅(qū)動(dòng)方式是高電平驅(qū)動(dòng)。五、硬件電路圖如右圖所示，單片機(jī)的主電路主要包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，以及5V電壓和接地電壓等。 圖 6 單片機(jī)主電路時(shí)鐘振蕩電路采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式，在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，與內(nèi)部反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自擊震蕩。 復(fù)位電路采用上電+按鈕電平復(fù)位方式，當(dāng)按下按鈕時(shí)，RST管腳高電平觸發(fā)。圖 7 交通等接口電路交通燈接口電路如上圖所示。由于是軟件仿真，所以不會(huì)出現(xiàn)無法驅(qū)動(dòng)的情況