【正文】 ．．．．．．．．．．．．．．．． 10 構(gòu)和原理 ．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ．．．．．． ．． ．． ．．．．．．． ． ．．．．． 10 LED 靜態(tài)顯示方式 ．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ．．．． ．．．． ．． ．．．．．． ．．． ．．．．． 11 LED 動(dòng)態(tài)顯示方式 ．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ．．．．． ．．．．． ．．． ．．．．． ． ．．．．． 12 第 3 章 交通燈的設(shè)計(jì)方案 ．．． ．．． ．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．．．． ．．．．． ．．． ．．． ．．．． ． 12 設(shè)計(jì)要求 ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ． ．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 基本原理． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．． 14 印制電路板圖的設(shè)計(jì)要求 ．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 交通燈印制板圖 ．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．． 15 第 4 章 交通燈的軟件設(shè)計(jì) ．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．． 16 延時(shí) 設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．． ．．． ．．．．．．．．． ．．．． ． ．． ．．．． ．．．．．．．．．．． 16 硬件延時(shí) ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．． ．．． ． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．． 16 軟件延時(shí) ......................... ．．． ........ ．．．．．． .........17 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． ．．．． ．．．．． ． ．．．．．．． ． 18 74LS164 8 位并行輸出串行輸入移位寄存 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．． ． ．．．．．．． 18 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．． 18 程序源代碼 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 ． ．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 設(shè)計(jì)感想 ．．．．．．．．．．． ． ．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 22 參考文獻(xiàn) ..．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． .． 23 2 基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì) 【摘要】 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善?？?PLC控制 ,微系統(tǒng)控制。交通信號(hào)燈控制方式很多。 【關(guān)鍵詞】 單片機(jī) AT89C51 LED 七段數(shù)碼管 74lS164 移位寄存器 3 第一章 概述 課題來(lái)源 19 世紀(jì)初，在英國(guó)中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。后來(lái)，英國(guó)倫敦議會(huì)大廈前經(jīng)常發(fā)生馬車(chē)軋人的事故，于是人們受到紅綠裝啟發(fā)， 1868 年 12 月 10日，信號(hào)燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈的廣場(chǎng)上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國(guó)機(jī)械師德 在燈的腳 下，一名手持長(zhǎng)桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。不幸的是只面世 23天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。直到 1914 年，在美國(guó)的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過(guò)，這時(shí)已是 “ 電氣信號(hào)燈 ” 。 隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈 (紅、黃、綠三種標(biāo)志 )于 1918 年誕生。 黃色信號(hào)燈的發(fā)明者是我國(guó)的胡汝鼎，他懷著 “ 科學(xué)救國(guó) ” 的抱負(fù)到美國(guó)深造，在大發(fā)明家愛(ài)迪生為董事長(zhǎng)的美國(guó)通用電器公司任職員?；氐剿奚?，他反復(fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號(hào)燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。于是紅、黃、綠三色信號(hào)燈即以一個(gè)完整的指揮信號(hào)家族，遍及全世界陸、海、空交通領(lǐng)域了。 從最早的手牽皮帶到 20世紀(jì) 50 年代的電氣控制，從采用計(jì)算機(jī)控制到現(xiàn)代化的電 子定時(shí)監(jiān)控，交通信號(hào)燈在科學(xué)化、自動(dòng)化上不斷地更新、發(fā)展和完善 。人、車(chē)、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。 隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)量的不斷增加，許多大城市如北京 、上海、南京等地出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，交通事故的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。 4 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成電路芯片 ,采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術(shù)運(yùn)算 ,邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU),隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM),只讀程序存儲(chǔ)器 (ROM),輸入輸出電路 (I/O 口 ),可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,串行通信口 (SCI),顯示驅(qū)動(dòng)電路 (LCD或 LED驅(qū)動(dòng)電路 ),脈寬調(diào)制電路 (PWM),模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A/D轉(zhuǎn)換器等電路集 成到一塊單塊芯片上 ,構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) .這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù) . 由此來(lái)看 ,單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能 ,它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能 ,這是單片機(jī)最大的特征 . 然而單片機(jī)又不同于單板機(jī) ,芯片在沒(méi)有開(kāi)發(fā)前 ,它只是具備功能極強(qiáng)的超大規(guī)模集成電路 ,如果賦予它特定的程序 ,它便是一個(gè)最小的、完整的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ,它與單板機(jī)或個(gè)人電腦 (PC 機(jī) )有著本質(zhì)的區(qū)別 ,單片機(jī)的應(yīng)用屬于芯片級(jí)應(yīng)用 ,需要用戶(hù)了解單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以 及其它集成電路應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論和技術(shù) ,用這樣特定的芯片設(shè)計(jì)應(yīng)用程序 ,從而使該芯片具備特定的功能 . 不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征 ,即它們的技術(shù)特征均不盡相同 ,硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ,用戶(hù)要使用某種單片機(jī) ,必須了解該型產(chǎn)品是否滿(mǎn)足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo) .這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等 ,這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到 .軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開(kāi)發(fā)支持環(huán)境 ,指令特性即我們熟悉的單片機(jī)的尋址方式 ,數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式 ,輸入輸出特性及 對(duì)電源的要求等等 .開(kāi)發(fā)支持的環(huán)境包括指令的兼容及可移植性 ,支持軟件 (包含可支持開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的軟件資源 )及硬件資源 .要利用某型號(hào)單片機(jī)開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng) ,掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線(xiàn)路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng) ,可以軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn) ,并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化 ,現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無(wú)所不在 ,例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專(zhuān)用控制裝置等等 ,單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛 . 誠(chéng)然 ,單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益 ,更重要的是它已從根本上改變 了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想 .是控制技術(shù)的一次革命 ,是一座重要的里程碑 . 單片機(jī)發(fā)展概述 1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生至今 ,只有 50年的時(shí)間 ,依靠微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步 ,從電子管 —— 晶體管 —— 集成電路 —— 大規(guī)模集成電路 ,現(xiàn)在一塊芯片上完全可以集成幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)只晶體管 ,使得計(jì)算機(jī)體積更小 ,功能更強(qiáng) .特別是近 20年時(shí)間里 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展 ,計(jì)算機(jī)在工農(nóng)業(yè) ,科研 ,教育 ,國(guó)防和航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志 . 單片機(jī)誕生于 20 世紀(jì) 70年代 ,象 Fairchid 公司研制的 F8 單片微型計(jì)算機(jī) .所謂單片機(jī)是利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理單元 (Center Processing Unit,也即常稱(chēng)的 CPU)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、程序存儲(chǔ)器 (ROM)及其他 I/O 通信口集成在一塊芯片上 ,構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ,而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元 ,定時(shí)單元及 A/D 轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完 5 善的電路 ,使得單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大 ,應(yīng)用更廣泛 . 20世紀(jì) 70年代 ,微電子技術(shù)正處于發(fā)展階段 ,集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時(shí)期 ,各種新材料新工藝尚未成熟 ,單片機(jī)仍處在初級(jí)的 發(fā)展階段 ,元件集成規(guī)模還比較小 ,功能比較簡(jiǎn)單 ,一般均把 CPU、 RAM 有的還包括了一些簡(jiǎn)單的 I/O 口集成到芯片上 ,象 Farichild 公司就屬于這一類(lèi)型 ,它還需配上外圍的其他處理電路方才構(gòu)成完整的計(jì)