【正文】 于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感器件，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關(guān)，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。　　安全性：　　即使是短時間的電流過載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅(qū)動電路后可防止 由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞?！　〕笠?guī)模集成電路還具有熱保護功能，當任何一片的溫度超過一定值時可自動關(guān)斷，并且可在控制室內(nèi)看到故障顯示。　　有二個大的因素影響到亮度一致性?！　≡牧闲酒腣F和亮度和波長是一個正態(tài)分布，　　即使篩選過芯片，VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品還是在一個范圍內(nèi),結(jié)果就是亮度不一致。如恒壓控制，則導(dǎo)致VF不相同的發(fā)光二極管分到的電流不相同，所以亮度也不同?！　?shù)碼管引腳，共陰和共陽的測量　　找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個電源（3到5伏）和1個1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上，組合有很多，但總有一個LED會發(fā)光的，找到一個就夠了，然后GND不動，VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陰的了。也可以直接用數(shù)字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負極。LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮。數(shù)字09與16進制的轉(zhuǎn)換驅(qū)動代碼表：如表31表31 驅(qū)動代碼表顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅(qū)動代碼（16進制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H74LS04（6反向器）主要對信號起了反向作用。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。 圖34在RS232的通訊標準中是以一個25針的接口來定義的，并在早期的計算機如PC或XT機型上廣泛使用，但在AT機以后的機型上，實際均采用了9針的簡化版本應(yīng)用，現(xiàn)在所說的232通訊均默認為9針的接口。實際應(yīng)用中，電子工程師在設(shè)計計算機與外圍設(shè)備的通信時，通常在9針的基礎(chǔ)再進行簡化，只用其中的5三個管腳進行通信。對于232信號的電器特性等知識，在這里無法詳細解說，有興趣的話可以去網(wǎng)站查閱這方面的文章，232是最常用的通信方式之一，大量應(yīng)用于各種工業(yè)控制或電子家電等產(chǎn)品中，是電子工程師必須掌握的知識之一。第4章 交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序設(shè)計流程圖 (1) 程序設(shè)計總框圖：如圖4 顯示模塊：顯示模塊中用到了8個數(shù)碼管，它們是通過模擬串口來控制74HC164來實現(xiàn)控制的。交通燈的點亮采用發(fā)光二極管實現(xiàn) PC機與單片機的串行通訊模塊：PC機與單片機的串行通訊是通過MAX232的電平轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，它工作時，MATLAB 通過調(diào)用設(shè)備控制工具箱中的serial 類及相關(guān)函數(shù)，來創(chuàng)建串口設(shè)備對象，得到設(shè)備的文件句柄， 從而以操作文件的方式實現(xiàn)對P C機串行口的讀寫操作。 模擬串行口模塊：因為PC機和單片機的數(shù)據(jù)通訊，要用到單片機的串行口，而8個數(shù)碼管的顯示也要用到串行口，這就需要設(shè)置一個模擬串行口。 開 始鍵盤事件處理等 待 鍵 盤 事 件初始化顯示程序處理圖41 程序設(shè)計框圖 MATLAB的運用 MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）之意?！　ATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完相同的事情簡捷得多.　當前流行的MATLAB (Toolbox).,可視化建模仿真,控制工具包,信號處理工具包,通信工具包等都屬于此類.　,所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。MATLAB最突出的特點就是簡潔。MATLAB給用戶帶來的是最直觀，最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。(1) 語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)極其豐富。由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必擔(dān)心函數(shù)的可靠性?！【哂蠪ORTRAN和C等高級語言知識的讀者可能已經(jīng)注意到，如果用FORTRAN或C語言去編寫程序，尤其當涉及矩陣運算和畫圖時，編程會很麻煩。在求解過程中，最麻煩的要算第二部分。即使有部分源代碼，用戶也會感到麻煩，且不能保證運算的穩(wěn)定性。以下用MATLAB編寫以上兩個小程序的具體過程。Ax=b,其中：A= 32 45 79 12 43 54 34 35b= 1 2 3 4解為：x=A\b?！】梢?，MATLAB的程序極其簡短。(2) 運算符豐富。(3) MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句（如for循環(huán)，while循環(huán)，break語句和if語句），又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。例如，在MATLAB里，用戶無需對矩陣預(yù)定義就可使用。(6) MATLAB的圖形功能強大。MATLAB還具有較強的編輯圖形界面的能力。由于MATLAB的程序不用編譯等預(yù)處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。MATLAB包含兩個部分：核心部分和各種可選的工具箱。其工具箱又分為兩類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱用于多種學(xué)科。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進行高，精，尖的研究。開放性也許是MATLAB最受人們歡迎的特點。建立串口對象 s=serial(39。,39。,9600,39。,39。,39。,8,39。,1)。① 首先要創(chuàng)建串行口設(shè)備對象, 這里用到的主要函數(shù)serial( )S=serial(‘1’)%1創(chuàng)建為穿口對象并用標識它。Stopbits:定義停止位位數(shù), (1，) ，Teminator:定義結(jié)束字符串ReadAsyncMode:定義異步讀操作為連續(xù)或手，工方式(默認為continous，或定義為manual)。Fprintf(s,’%d’,’MATLAB’,’async’)。Fwrite(s,255)。Out=fread(g,50,’uint8’)接收單片機發(fā)送的50個數(shù)據(jù)(8位),并存人out數(shù)組中⑤關(guān)閉和刪除設(shè)備對象, 用到的是fclose( )、delete( )和clear()等函數(shù)。關(guān)閉串口設(shè)備對象Delete(s)。%清除工作空間中的串口設(shè)備對象 MAX232實現(xiàn)單片機與PC機之間的通訊 Max232的幾點注意 (1)max232是電平轉(zhuǎn)換電路，232電平的高電平是15伏到3伏，低電平是+3伏到+15伏，TTL電平的高電平的理想值是+5伏，低電平是0伏。(2) max232旁邊的四個電容是什么作用呢？是倍壓的(升壓的)，也就是說和芯片一起共同作用把電壓從+5伏變到+10伏，負的變到10。可以把正電壓倍到+6伏，把負的變到6伏。當然也有本來就是3伏工作電壓的232芯片。 (4)波特率越低，傳輸?shù)木嚯x越遠，最長有人做到300米長，還能正常工作。 單片機以其小巧的體積、低廉的價格、快捷的開發(fā)方式獲得了眾多科研工作者的青睞，尤其是和傳感器的結(jié)合使其在數(shù)據(jù)采集中得到了全方位的應(yīng)用，但在大批數(shù)據(jù)的處理和人機交互方式上單片機的功能就顯得笨拙了。顯然，若以串行通信的方式互聯(lián)PC機和單片機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將使單片機的功能進一步發(fā)揮，在數(shù)據(jù)處理以及人機交互上得到完善。并行數(shù)據(jù)傳送的特點是：各數(shù)據(jù)同時傳送，傳送速度快，效率高。并行數(shù)據(jù)傳送的距離通常小于30米，計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送通常都是并行的；串行數(shù)據(jù)傳送的特點是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進行，最少只需一根線即可完成，成本低但速度慢。串行通信又分為異步和同步兩種方式。 （2） 串行通信的數(shù)據(jù)傳送格式 　 異步串行通信以字符為單位，即一個一個字符地傳送。異步通信的特點是每次只傳送一個字符，每個字符由起始位（規(guī)定為低電平）、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位（規(guī)定為高電平1~2位）組成，典型的異步通信數(shù)據(jù)幀格式如下所示： 由于單片機的停止位規(guī)定為1位，為了與單片機相匹配，PC機的一幀數(shù)據(jù)的停止位我們采用1位。如果不再發(fā)送新數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)尚未準備好，就將傳輸線鉗在高電平狀態(tài)。可見在異步通信方式中，發(fā)送方是靠控制傳輸線的電平狀態(tài)來完成數(shù)據(jù)的發(fā)送。發(fā)送與接收設(shè)備可以使用各自的時鐘源完成數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，無需使用相同的時鐘信號。在串行通信中，數(shù)據(jù)是按位進行傳送的，因此傳送速率用每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)來表示，稱之為波特率。在選擇通信的波特率時，不要盲目追高，要以滿足數(shù)據(jù)傳輸要求為原則。 （5） 串行通信的電平轉(zhuǎn)換 PC機與單片機是通過串行口進行通信的。而PC機配置的是RS—232串行接口，因此，單片機與PC機之間進行通信時，要進行電平的轉(zhuǎn)換，需要將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS—232電平（5V～15V表示邏輯1，+5V～+15V表示邏輯0），在傳輸線上傳送的RS—232電平可高達 12V，比TTL電平有更強的抗衰減能力及抗干擾能力，可用于遠距離傳輸。另外，信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)最好使用雙絞線，有利于抑制外界共模信號的干擾。我們可以把單片機的內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換接口與PC機的串行通信口COM1或COM2通過串行連接線連接起來，然后用軟件對它們進行初始化，使它們運行各自的接收或發(fā)送程序。例如，我們可以從PC機和單片機中讀其RAM或ROM的內(nèi)容，對它們進行在線修改。 （7） 硬件連接 本文的要求只是實現(xiàn)單片機與ＰＣ機的簡單通信，在硬件連接上，采用了3線制（RXD、TXD、GND）軟握手的零MODEM方式。這樣既可以實現(xiàn)預(yù)定任務(wù)，又簡化了電路設(shè)計，節(jié)約了成本。由于C++Builder已經(jīng)將Win32 API均聲明進去了，因此在C++Builder中使用API只要直接引用就可以了。相關(guān)用法如下： 首先用CreateFile( )打開通信串口，函數(shù)引用格式為： CreateFile(lpFileName，dwDesiredAccess，dwShareMode，lpSecurityAttributes, dwCreationDistribution，dwFlagsAndAttributes，hTemplateFile)。使用CreateFile( )打開串行端口若成功，返回一個Handle值，以下操作函數(shù)就可以使用此Handle值進行具體操作。并通過AT89S51來控制74LS04芯片的輸出口設(shè)置紅、綠燈燃亮的功能和控制74HC164來實現(xiàn)在七段數(shù)碼管上的時間顯示，為了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠系統(tǒng)內(nèi)集成了“看門狗”芯片，避免了系統(tǒng)因為死機而停止工作的情況發(fā)生。系統(tǒng)設(shè)計簡便、實用性強、操作簡單、程序設(shè)計簡便。參考文獻[1]蔣汝根、[J].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2006，21(6):2123.[2]劉志儉，[M].北京:科學(xué)出版社,2000.[3][J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，21(30)：4850.[4]劉麗莎、黃輝先、 [J].電機與控制學(xué)報， 2007,40(7):4648.[5]蔣萬君. 在論循環(huán)時序電路的簡便設(shè)計[J].機電一體化，2005,49(5):5658.[6]何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2004.[7][J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2006,12(38)：2731.[8][J].漳州師院學(xué)報，1997，4(2):1620. [9]李華. MCS 51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出社,1993.[10]周航慈. 單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1991. [11][M].天津：機械工業(yè)出版社，2001.[12][J] .榆林高等專科學(xué)校學(xué)報，2007,9(7):4547.[13][J].現(xiàn)代電子科技技術(shù)學(xué)報，2002,10(9):3436. [14]測試[M]. 南京：華中理工大學(xué)出版社,2001.[15][J] .漳州師院學(xué)報，1997,37(8):2325. [16]Yao Liang，Zhang zhenren，Zhang Bo，Communication realization Between PC and MCS51 Scm Based on MODBUS Protocol.[17]Mathworks Corp. External Interfaces/API[Z],2000.致謝時間流逝，畢業(yè)設(shè)計飛快的結(jié)束了?；仡欉@2個多月，要感謝的人很多。從PCB板的制作加工到硬件的調(diào)試，路老師給予了我們很大的幫助。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在畢業(yè)設(shè)計的選題，資料查詢，開題，制作，調(diào)試等各個環(huán)節(jié)，我們都得到了路老師的細心指導(dǎo)和幫助。畢業(yè)設(shè)計是對我們4年所學(xué)知識的一次綜合性測試和考驗，無論是在動手能力方面還是理論知識的運用能力方面，都使得我有了很大的提高；同時加深了我對網(wǎng)絡(luò)資源的認識，大大提高了查閱資料的能力和效率。最后感謝學(xué)校為我們安排了本次畢業(yè)設(shè)計，讓我們的理論知識和實際操作經(jīng)驗更加緊密的結(jié)合了在一起；同時又拓展了我們的知識面。本次畢業(yè)設(shè)計為我的大學(xué)生活畫上了圓滿的句號，為我即將的工作和生活奠定了堅實的基礎(chǔ)