基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計【實用文檔】doc

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基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載摘要道路交通燈也就是我們常說的紅綠燈，這是很常見的一種實時控制系統(tǒng)。我們?nèi)粘３鲂械臅r候在路口都能看到。交通燈系統(tǒng)包括了一般的測控系統(tǒng)常用到的功能，它不但有利于道路的通暢,還可以減少交通事故發(fā)生。它主要由按鍵輸入、時鐘控制、顯示和串口通信等組成。這里,我先對現(xiàn)在的交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，然后運用檢測傳感和實時調(diào)整的智能化技術(shù),把傳感器檢測、車輛實時監(jiān)測與單片機的作用相結(jié)合,設(shè)計出了基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)的方案?；?０５１單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)由805１單片機、交通燈顯示、LEＤ倒計時、車流量檢測及調(diào)整、違規(guī)檢測、緊迫處理、時間模式手動控制等模塊構(gòu)成。使用單片機控制的交通燈包括了車輛通行和等待時間的倒計時顯示、正常的工作模式、限行模式、禁行模式等基礎(chǔ)功能。該系統(tǒng)除交通燈具有的基本功能外，還具有通行時間手動設(shè)置、可倒計時顯示、緊急車輛強行通過、車流量檢測及調(diào)整、交通異常情況的判斷和處理等相關(guān)功能。本文主要做了如下工作:先確定總的設(shè)計然后進(jìn)行硬件電路和顯示電路的設(shè)計。關(guān)鍵詞:交通控制,/＊傳感檢測*/，矩陣鍵盤，AT89S5１,倒計時顯示。ＡｂstractTrａfｆiｃcoｎtｒｏlsysteｍisamoderｎsｏｃietywithｌｏgisｔics，tｒaveletcoftrａffiｃdeｖeｌｏpｍeｎtaunｉquｅsetofpuｂlｉｃmａnagementsystem。Ｔｏeｎsuｒｅtheeffecｔｉvesａfｅｔytrａfｆic,ｅxceｐｔfoｒaseriesoｆtraffｉｃrulｅs,ｓｔｉllmustｔhrｏｕghcertａiｎteｃhnolｏｇiｃaｌmeａｎｓｔoａｃhieve.Bａsedoｎａnaｌysiｓｏfｔｒafficcontｒol,basedonreal—ｔimｅdetｅctｉoｎｓensor，adjｕsttheｉmplemｅntａt(yī)ｉｏｎｔｅｃｈnologｙofiｎtｅlligｅｎtcontｒol,ｒeaｌ—timｅｍonitｏrinｇ,sｅnｓoradjuｓtvehiclestｉmeａｌgｏｒithmaｎｄsiｎgle-ｃhiｐmicrocoｍputercontrolｆuｎctｉoｎｉsｐropoｓeｄ，whicｈcombiｎesthetrafficｃontrolsystembasｅｄｏnｓinｇlechｉpdesiｇnscheｍe．The80５1mｉｃroconｔｒollerｃｏnｔｒolsｙstemconsiｓｔsofthetｒafficlightsdisｐlay，８０５1ｍｏnoｌithiciｎtegrａｔｅdcｉｒcｕits，andLEDthｅｃｏｕｎtdown，trａfficvｉｏlationｄetecｔiｏｎ,emeｒｇｅncyａdｊuｓtment，manualmodｅ，tiｍｅasmodules.Inａddiｔiontothebaｓictraｆfiｃfunctionｏuｔside,sｔｉllhaｖetimetomanｕallyset,canpaｓsthecｏｕnｔｄown，carｔhatｆorｃeｄthroughｔrafｆic,inspｅctiｏｎａnｄadjuｓtment，transｐortａｔｃeｓｓiｎgａbnorｍａlｄiscriminaｎtｆunｃtｉonｓ。Theｏryshｏwsthaｔtheｓysteｍｃａnsｉmple，ｅconomｉｃandｅffectiverelｉevestrａffiｃ，impｒｏvetｈecｒosｓroadｓcａpａciｔy．Thｉsｄｅｓignmaｉnｌydotｈefolｌoｗｉｎgaspectｓ：oneisthewｏrkｏftheｔｒafｆicｃｏntrｏｌsystemdesｉgn,incluｄiｎgthecrossrｏads，ｓpeｃifiｃdeｓｉgnandsysｔemshouldberestrictｅdｗiｔhｅacｈfunｃtｉoｎ,tｗoistｈattｈesenｓor,thehaｒｄｗaｒｅｃircuiｔdesignofｔhｅcircuiｔaｎdtｈebasicfuncｔｉｏnandｒeｑuiremeｎt．KeyWｏrｄs：trａfｆiccontrｏl,seｎsiｎgdｅtectiｏn，displａyandcountdｏwn,AT8９Ｓ5１１緒論1.1單片機交通控制系統(tǒng)的選題背景人們常說交通是一個都市的命脈，對城市的交通、經(jīng)濟(jì)、生活、發(fā)展都起著重要的作用.其實事實就是如此.近年來隨著科技得進(jìn)步和人口的增長，人們?nèi)粘３鲂械慕煌üぞ咴絹碓蕉?，現(xiàn)在出門幾乎都有自己的交通工具，所以道路的擁堵就顯現(xiàn)出來了，尤其是上下班的高峰時期,擁堵特別的嚴(yán)重.尤其是近年來人們生活水平的快速提高，這一現(xiàn)象日益嚴(yán)重.那么怎么解決這一問題呢？那么便是交通燈。這就引出了交通控制系統(tǒng)。那么什么是交通控制系統(tǒng)呢？交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會跟著物流、出行等交通進(jìn)步產(chǎn)生的一套獨特的公共管理系統(tǒng)。合理的交通系統(tǒng)可以有效的維護(hù)正常的交通秩序。合理的交通規(guī)則需要一定的技術(shù)手段加以實現(xiàn).目前，交通控制方面的研究能完全實現(xiàn)自動化、智能化，能將整個區(qū)域合成一個總的系統(tǒng)。甚至還能根據(jù)突發(fā)時段的情況進(jìn)行合理的調(diào)整。目前大多數(shù)的交通系統(tǒng)缺乏一種真正的交通響應(yīng)控制策略。智能化和集成化毫無疑問是城市交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。因此，研究基于單片機的智能交通信號控制系統(tǒng)具有很高的實用價值.1.2交通燈國內(nèi)外發(fā)展概況如今,安裝在各個街道上的紅綠燈已經(jīng)成為維護(hù)交通秩序最常見的手段.其實這一技術(shù)最早在１９世紀(jì)就已出現(xiàn)在了倫敦的街頭。世界上最早的紅綠燈是在1858年，當(dāng)時的英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅綠燈。它使用紅藍(lán)兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮交通。而后在18６8年,英國的機械工程師納伊特進(jìn)行了改進(jìn)，其在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成,紅色代表“停止”,綠色代表“注意"。然而在18６９年1月2日，這種煤氣燈發(fā)生了爆炸,致使警察受傷，于是便被取消.緊接著電氣時代的到來使得電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)。最早的使用該技術(shù)紅綠燈出現(xiàn)在1914年美國紐約市５號大街的一座高塔上。其由紅綠黃三色圓形的投光器組成，紅燈亮代表“停止”，綠燈亮代表“通行”。這種紅綠燈使用起來并不是很方便，于是在191８年,又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。到了1963年加拿大多倫多市建立了一套使用IBM650型計算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng),從而標(biāo)志著交通信號系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段。之后，美國、英國、德國、日本、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計算機區(qū)域交通控制系統(tǒng)。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多個，代表了未來交通控制的發(fā)展方向.各個時期典型交通信號系統(tǒng)得特征如附表所示。簡稱時間國別城市名稱控制路口數(shù)信號周期檢測器控制方式點控1８6８英國倫敦燃?xì)馍珶魡?//19１4美國克利夫蘭電力色燈單/／/1926英國各城市單點定周期自動信號機單定／自動1928美國各城市感應(yīng)式自動信號機單定氣壓式自動線控191７美國鹽湖城手控干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)6個定/人工線控1922美國休斯頓電子計時干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)12個定/電動１９2８美國各城市步進(jìn)式定時干道協(xié)調(diào)系統(tǒng)多個（線)變/電動面控19５2美國丹佛市模擬計算機交通信號控制系統(tǒng)多個（網(wǎng)）變氣壓式計算機1963加拿大多倫多數(shù)字計算機集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號系統(tǒng)多個（網(wǎng)）變電磁式計算機在西方發(fā)達(dá)國家,交通控制系統(tǒng)已基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng)ITS的轉(zhuǎn)變,然而我國才剛剛處于起步階段。１99９年,我國成立了全國智能交通系統(tǒng)（ITＳ）協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同年,又成立了全國智能交通運輸系統(tǒng)(ITS)專家咨詢委員會,其中，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、北方交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等高校的有關(guān)專家為咨詢委員，并啟動了國家“九五”科技攻關(guān)課題和國家“十五”科技攻關(guān)課題。目前，在對一些大中型城市引入的國外ITS進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)逐漸開始摸索開發(fā)設(shè)計適合自己國情的ＩＴS系統(tǒng)。2單片機交通控制系統(tǒng)總體設(shè)計２.1單片機交通控制系統(tǒng)的通行方案設(shè)計由于交通燈設(shè)計時有正常通行、東西限行、南北限行、全部禁行四種模式，每種模式的信號燈切換方式都不一樣,因此我們下面分析這四種模式的信號燈切換方式。但是切換時有一個原則需要我們記住:先停止正在通行的方向，然后放行被停止的方向。一般的十字路口都分為東西方向和南北方向，在任一時刻只有一個方向通行,另一方向就會禁行，持續(xù)一定的時間,經(jīng)過短暫的過渡時間后，將通行禁行方向?qū)Q.其具體的狀態(tài)如下圖所示。黑色代表燈亮，白色代表燈滅.交通狀態(tài)從狀態(tài)1開始變換，直至狀態(tài)4然后循環(huán)至狀態(tài)１，如此循環(huán)。我們把這四個狀態(tài)歸納如下圖所示：圖２。1交通狀態(tài)切換圖（1）東西方向黃燈滅,同時紅燈亮，南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，倒計時30秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許通行.（２）東西方向紅燈仍亮，南北方向紅燈滅，黃燈亮，倒計時4秒。此狀態(tài)下,東西方向仍然禁止通行，南北方向除了已經(jīng)駛過停車線的車輛可繼續(xù)前進(jìn)外，其他所有的車輛都需停止前進(jìn)。(3）東西方向紅燈滅,綠燈亮，南北方向黃燈滅,同時紅燈亮，倒計時3０s.在此狀態(tài)下，東西方向可以通行,南北禁止通行。(４）東西方向綠燈滅，黃燈亮,南北方向紅燈仍亮,倒計時4秒.此狀態(tài)下，東西方向除了已經(jīng)駛過停車線的車輛可以繼續(xù)前行外，其他所有車輛都需停止前進(jìn)，南北東西方向任然禁止通行。如下表:表2．1交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)狀態(tài)1狀態(tài)３狀態(tài)4狀態(tài)６東西向禁行等待變換通行等待變換南北向通行等待變換禁行等待變換東西紅燈1１00東西黃燈00０1東西綠燈０010南北紅燈00１1南北綠燈1000南北黃燈0100表中從左到右表示時間的流逝方向，在初始狀態(tài)時東西方向綠燈亮30s，然后黃燈亮４s，最后紅燈亮3４ｓ，而南北方向則從初始狀態(tài)開始先紅燈亮34s，然后綠燈亮30s，最后黃燈亮４ｓ,接著周而復(fù)始。2。2南北限行方式按照交通運行規(guī)則,南北限行的方式應(yīng)該是南北方向的紅燈亮,禁止通行，東西方向的綠燈亮,可以通行。當(dāng)南北限行的按鍵被按下后，先判斷此時的交通狀態(tài)，如果南北方向此時已經(jīng)處于紅燈狀態(tài)，單片機肯定是發(fā)出讓南北方向繼續(xù)保持紅燈，東西方向繼續(xù)保持綠燈的指令,如果此時交通狀態(tài)是南北方向在通行，則不著急，先單片機發(fā)出南北方向黃燈的信號，提示南北方向的信號燈即將轉(zhuǎn)變,沒有駛過停止線的車不要再前進(jìn)，黃燈持續(xù)4ｓ，讓已經(jīng)駛過停車線的南北方向車駛出十字路口，最后再點亮東西方向的綠燈.表2．２南北限行模式信號燈狀態(tài)限行錢南北方向處于紅燈狀態(tài)東西方向點亮綠燈，滅其他顏色的燈南北方向紅燈保持限行前南北方向處于綠燈或黃燈狀態(tài)東西方向保持紅燈綠燈南北方向黃燈4s紅燈圖２．２南北限行信號燈狀態(tài)圖2.3東西限行方式東西限行模式下同樣存在南北限行模式下的問題。東西限行模式信號燈狀態(tài)如下表：表2．3東西限行模式信號燈狀態(tài)限行前東西方向處于紅燈狀態(tài)東西方向紅燈保持南北方向點亮綠燈，滅其他顏色的燈限行前南北方向處于綠燈或黃燈狀態(tài)東西方向黃燈4s紅燈南北方向保持紅燈綠燈2．4禁止通行模式禁止通行模式就不要了考慮上述問題,只有交通秩序是正常的，按下禁止通行行按鍵后，兩個方向的信號燈即變?yōu)榧t燈，兩個方向的車輛都必須立即停止前進(jìn)。新號燈狀態(tài)如下表:表2．4禁止通行模式信號燈狀態(tài)東西方向紅燈亮南北方向紅燈亮2。4單片機交通控制系統(tǒng)的功能要求該設(shè)計不但能模擬最基本的交通控制系統(tǒng),還能進(jìn)行倒計時顯示,車流量檢測及調(diào)整，交通違規(guī)處理和緊急處理等功能，做到智能化控制。（1)倒計時顯示倒計時顯示可以讓駕駛員清楚的知道在信號燈發(fā)生變化前的時間.讓駕駛員提前做出選擇.它可以顯著減少駕駛員違反交通規(guī)則的次數(shù)。/＊＊**＊*＊＊＊*＊＊*(２）車流量檢測及調(diào)整智能交通燈控制系統(tǒng)最基本的作用就是檢測車流量.目前我國正在使用的紅綠燈大多都是固定時間的紅綠燈。紅燈和綠燈的時間，是根據(jù)東西方向和南北方向的實際路況,采用統(tǒng)計的方法來確定的。***＊*＊*＊*＊＊****＊＊**/使用注釋符號，表示刪除，同下(３）時間手動設(shè)置除系統(tǒng)根據(jù)車流量自動控制調(diào)整,也可以通過鍵盤進(jìn)行手動設(shè)置,增加了人為的可控性,避免自動故障和意外發(fā)生,并再緊急狀態(tài)下,可設(shè)置所有燈變?yōu)榧t燈。鍵盤是單片機系統(tǒng)中最常用的人機接口，一般情況下有獨立式和行列式兩種.前者軟件編寫簡單,但在按鍵數(shù)量較多時特別浪費Ｉ／０口資源，一般用于按鍵數(shù)量少的系統(tǒng)。后者適用于按鍵數(shù)量較多的場合，但是在單片機I/０口資源相對較少而需要較多按鍵時，此方法仍不能滿足設(shè)計要求./**本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且I/0口足夠，可直接采用獨立式。＊＊＊/改為：本系統(tǒng)使用了矩陣鍵盤，每個按鍵對應(yīng)相應(yīng)的功能（４)緊急處理流量大的路口經(jīng)常會出現(xiàn)擁堵等緊急情況，比如救護(hù)車或發(fā)生交通事故等,那么遇到這種情況我們也要盡量保持交通的暢通。因此,我們在控制中加設(shè)禁停按鍵，就可以解決此問題./＊＊＊＊**＊＊*＊*＊*＊*（5)違規(guī)檢測人人出行都需要遵守交通規(guī)則，但是現(xiàn)實社會中總有那么些人不遵守交通規(guī)則，所以我們就需要檢測到他們,對他們進(jìn)行應(yīng)有的處罰。在路口設(shè)置檢測器就可以及時的發(fā)現(xiàn)違規(guī)的現(xiàn)象，并記錄違規(guī)的車輛的信息，以便交警后期的處理.*＊＊＊*＊＊＊**＊*/２。3單片機交通控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)，是利用單片機控制信號燈的狀態(tài)變化來指揮交通。系統(tǒng)的總體框圖如下：單片機單片機按鍵控制紅黃綠信號燈車流量檢測電路最小系統(tǒng)外圍接口電路8段LED數(shù)碼管顯示圖2．２系統(tǒng)的總體框圖如上圖可以看出系統(tǒng)的核心是單片機，由車流量檢測模塊、違規(guī)檢測模塊、按鍵設(shè)置模塊、信號燈模塊、LED倒計時模塊/*＊鳳鳴器＊**/等組成。按鍵輸入模塊分為正常通行、南北限行、東西限行、禁止通行四個按鍵。倒計時顯示模塊共有８個共陰極的數(shù)碼管組成,每兩個一組,每個方向分為兩組，每個方向的兩組數(shù)碼管顯示的內(nèi)容相同,用來顯示前進(jìn)或等待剩余時間.紅綠燈由紅綠黃三色的發(fā)光二極管組成,每三個一組,每個方向有兩組二極管，每個方向顯示的顏色一致./＊*＊＊若選擇自動模式,系統(tǒng)會不斷通過車輛檢測模塊來檢測車流量，到達(dá)一定的時間將會調(diào)整時間來適應(yīng)各種路況的需求.****＊＊＊/３系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3。1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成及原理本文所述智能交通燈系統(tǒng)所涉及的主要器件有:a，單片機最小系統(tǒng)所需器件ｂ，AT８9S5１單片機C,三色LED燈d,按鍵／*＊e，車流量檢測傳感器、光敏傳感器、蜂鳴器＊**/3。１．1系統(tǒng)硬件電路構(gòu)成智能交通燈系統(tǒng)是一個以單片機為核心,/＊集車流量采集*/、處理、自動控制為一體的閉環(huán)控制系統(tǒng).硬件電路圖如下圖所示:圖３．1總體設(shè)計電路圖具體功能見下表：接口作用P0、p2送顯兩片LＥD數(shù)碼管P１控制紅綠黃發(fā)光二極管XTAＬ1、XTAL2接入晶振時鐘電路ＲＥSET接復(fù)位電路P3.3接違規(guī)檢測電路P3.2接緊停/東西時間設(shè)置鍵JP0.６、Ｐ０.７接車流量檢測電路P3。6接南北時間設(shè)置鍵SP3.7接自動模式選擇/返回鍵FＰ3.４接蜂鳴器３.１。２系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)上電或手動復(fù)位之后，系統(tǒng)等待模式選擇設(shè)置鍵按下，模式分兩種：紅綠燈時間自動和紅綠燈時間設(shè)置。若此時F鍵按下，則設(shè)置為自動模式,若此時按下的是S鍵，則設(shè)置為時間設(shè)置模式，依次按Ｓ若干次，J鍵若干次可設(shè)置好兩個方向的紅綠燈時間，再按Ｆ鍵確認(rèn)。其實這個過程就是將存儲時間值的寄存器進(jìn)行設(shè)置，以及標(biāo)志是否要進(jìn)行車流量檢測及調(diào)整.接下來,系統(tǒng)必須先顯示狀態(tài)燈及LED數(shù)碼管，將狀態(tài)碼值送顯P1口，將要顯示的時間值送顯Ｐ0口和用Ｐ2口來選通LED數(shù)碼管的顯示導(dǎo)通，在此同時以50mｓ為周期，用軟件方法計時1秒，到達(dá)1s就要將時間值減1,刷新LＥD數(shù)碼管。時間到達(dá)一個狀態(tài)所要全部時間，則要進(jìn)行下一狀態(tài)判斷及銜接,并裝入次狀態(tài)的相應(yīng)狀態(tài)碼值以及時間值，/*＊當(dāng)然,還要開啟兩個外部中斷,其一為違規(guī)信號或禁停信號輸入，一旦信號有效,中斷開始,進(jìn)入中斷服務(wù)子程序,開啟蜂鳴器禁止全部通行，當(dāng)按下F鍵,中斷結(jié)束返回。其二為車流量檢測信號輸入，若檢測到車輛經(jīng)過，進(jìn)入相應(yīng)的中斷子程序，將存儲車流量的計數(shù)器加１，然后中斷結(jié)束返回。＊**＊/每滿一個狀態(tài)循環(huán)周期,若為自動模式，則須將檢測到的車流量數(shù)據(jù)處理一次，判斷兩個方向的交通輕重緩急狀況，再調(diào)整下次狀態(tài)循環(huán)的紅綠燈時間，以達(dá)到自動控制的目的。3。2AＴ89S51單片機簡介3．２。1單片機的概述單片機其實就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了中央處理單元、存儲器、并行Ｉ/O口、串行Ｉ/Ｏ口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計算機。單片機主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域。我們通常把單片機稱為嵌入式控制器或微控制器。只是在我國我們習(xí)慣把它稱為單片機。按照功能我們可以把單片機分為通用型和專用型兩種。單片機的主要具有以下特點：1)具有很高的性能與價格比。２)集成度超高、體積比較小、可靠性很高。3)控制功能很強。4）電壓與功耗低。AT89Ｓ51單片機是美國AＴＭEL公司推出的一款單片機，其在我國８位單片機市場上占有很大的比例.其內(nèi)部的4ＫB的FLＡSH存儲器可以在線編程或者使用編程器重復(fù)編程,而且價格很低。３．2。2AT89S５1芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介功能部件描述中央處理器8位微處理器（運算器和控制器）數(shù)據(jù)存儲器1２８B的ＲAM程序存儲器4ＫB的ＦlashROＭ定時/計數(shù)器2個16位的定時器/計數(shù)器并行輸入／輸出口４組８位的I/O口(P0、P１、P2或P3），用來對外部數(shù)據(jù)的進(jìn)行傳輸.全雙工串行口一個全雙工的異步串行口，有4種工作方式時鐘電路產(chǎn)生時鐘脈沖序列中斷系統(tǒng)５個中斷源和中斷向量3。2。3主要引腳功能ＡT８9Ｓ５1引腳圖如圖3．3所示：圖3.3引腳圖主要引腳功能：·VCC：接5V的電源?！ＮD：接數(shù)字地·RST：復(fù)位信號的輸入端，只對高電平有效。·AＬＥ／：ＡLE為CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器提供一個地址鎖存信號,將8位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。為該引腳的第二功能，可以對片內(nèi)的Flash存儲器編程時，作為編程脈沖輸入端。·程序儲存允許（)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號,當(dāng)ＡT89S5１由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù))時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器,沒有兩次有效的信號。·/VPP：是這個引腳的第一個功能,外部程序存儲器訪問允許控制端。Ｖpｐ是第二功能，在片內(nèi)Flash進(jìn)行編程時，Vpp引腳要接入編程電壓?！TＡL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端?！ぃ豑AL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器和的輸出端。３.２。4AT８９S5１芯片最小系統(tǒng)一個最簡單的單片機系統(tǒng)包括晶振、復(fù)位、電源、系統(tǒng)的輸入控制、輸出顯示，以及其他外圍模塊(如通信、數(shù)據(jù)采集等）。(1）時鐘電路首先介紹一下單片機的晶振電路，即時鐘電路。單片機的工作流程，就是在系統(tǒng)時鐘的作用下,一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。單片機的時鐘電路由外接的一只晶振和兩只起振電容，以及單片機內(nèi)部的時鐘電路組成，晶振的頻率越高，單片機處理數(shù)據(jù)的速度越快,系統(tǒng)功耗也會相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會下降。單片機系統(tǒng)常用的晶振頻率有6MHz、11．05９２MHz、12MＨz、本系統(tǒng)采用１1。0592MHｚ晶振，電容選22ｐＦ或3０pF均可。／*＊＊＊＊＊在這里添加晶振電路截圖，做相關(guān)說明，介紹下圖中的單片機晶振電路，以及晶振電路的作用，原理等，請參考：《晶振電路原理介紹》參考原則，能看懂的覺得重要的就改寫抄下來,看不懂的就不看。（２）復(fù)位電路系統(tǒng)剛上電時,單片機內(nèi)部的程序還沒有開始執(zhí)行,需要一段準(zhǔn)備時間，也就是復(fù)位時間。一個穩(wěn)定的單片機系統(tǒng)必須設(shè)計復(fù)位電路.當(dāng)程序跑飛或死機時,也需要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路有很多種,有上電復(fù)位,手動復(fù)位等.／*＊＊**＊在這里添加相關(guān)截圖，等,做相關(guān)說明，介紹下圖中的單片機復(fù)位電路,以及復(fù)位電路的作用，原理等,請參考:介紹下復(fù)位電路的作用：參考《單片機復(fù)位電路》原則同上.。。.。（3）EＡ腳的功能及接法單片機的ＥA腳控制程序從內(nèi)部存儲器還是從外部存儲器讀取程序。由于現(xiàn)在單片機內(nèi)部的flaｓh容量都很大，因此基本都是從內(nèi)部的存儲器讀取程序,即不需要外接ROM來存儲程序,因此，EＡ腳必須接高電平。本設(shè)計中復(fù)位方式采用上電∕按鍵手動復(fù)位方式,時鐘采用內(nèi)部時鐘。如下圖3．4所示。圖３.4本系統(tǒng)復(fù)位與時鐘方式/*＊下面繼續(xù)講述各個部分的電路作用*＊＊＊**＊＊＊*＊／１、矩陣鍵盤的作用及其原理：詳細(xì)介紹矩陣鍵盤的實現(xiàn)原理和獨立按鍵做比較，然后做總結(jié)介紹下電路圖中各個部分的按鍵的作用，**＊請參考《第六講＿獨立鍵盤。ｐｐｔ》和httｐ：／/wenku.baｉdu．com/ｌｉnk？ｕｒl=irＨa8Xlc_UmlｃcIｅＧsDDn6JrTXjＱegjDmｌWＧYnuPUJaIＴBCnCNnｈＰC6bＷQＨgｓKqNg５PPＥhZaoBIa＿XVＴFhbｓyKｍｔ０tMSVＪdQEｑ12pZRPizi（1）獨立按鍵簡單，容易實現(xiàn),接線少,使用IO口掃描或者中斷檢測的方式，按鍵較少時可以這么使用．。．。．。。。。.。..。.．。．．..。．圖片：(2)矩陣鍵盤適合多按鍵使用,可以實現(xiàn)較少接線實現(xiàn)多按鍵。.。。。。。。.圖片：（３）選擇矩陣鍵盤的原因：（4）按鍵如何消除抖動，按鍵消除抖動有兩種方法，（1）硬件，成本高,不夠方便（２）軟件實現(xiàn)簡單,使用與多種場合。http：//wｅnｋu。baidu.ｃom/liｎk？urｌ＝ｒ4ｑ8tYeｗgtESNyjｃCLfLＢRhCｘXxNeｚpｐj64ｎkm７ＪＫ8yQVＤTｎdｋP_xU4ｄ５３tVbwDＧOＶ0hT７89oPHwCｎ—Ｃuｋp８kｚｔzaQw7ＭI４ＷKYｐA1ｓＴH9S７本設(shè)計中采用延時消除抖動的方法。..。。。..。2、介紹下ＬED顯示的原理數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理等等，(1)LＥD顯示發(fā)光的原理*＊*＊*＊htｔp://bloｇ.siｎａ.ｃom．cn/s/blｏg＿４e85８１890102ｅ６ｊk。htｍl(2)數(shù)碼管顯示數(shù)字的原理ｈttp：//wenｋｕ.／link？url=XmwRGＦPc0２ＯRhＪLL—0－fyhＴJoＺb8pYy2ｐCW１xｐdｎyＳＯATMKhj3tJ9VRQＥFZ1ueBUXＲsSlｕkdyvＮ7５ｉaQtIsＤz９ｌsmVTOI１fxpeＰxCSＰHKmS（３）數(shù)碼管驅(qū)動的方式，靜態(tài)掃描和動態(tài)掃描靜態(tài)掃描：優(yōu)點,缺點，動態(tài)掃描:優(yōu)點，缺點，ｈttｐ:/／wｅｎku.bａidu.cｏｍ/link?url=Cw456PJpikＮＹ07ｋｖEZｙＥTGEk９5Ｓｍ1ｍ4ＴecQQ6wｓ3tcNＯEwqｈ7Bsf4ｖＳk2pGd_ＳMlsXkfZvYRＣｑTJe1ehT7dＣO3oｑL—OkMＡWurhＷＯv＿ＧkpＡＣ本設(shè)計采用動態(tài)掃描的方式.。。.。..。。。。。.。。第四章節(jié)軟件設(shè)計1、軟件設(shè)計流程圖概述下程序設(shè)計的流程＊＊參考ＰDF文檔＊*＊2、講述下51單片機中斷和定時器如何設(shè)置正常工作，以及定時器的原理請參考文檔：ｈttp:/／ｗeｎkｕ。bａ/view/cc77ｂd0０e518９6４ｂcｆ847cｅ６.html？from=sｅarcｈｈｔｔｐ:/／weｎｋu.bａｉdu.coｍ/view/b6ｅ3d157aｄ02de８０ｄ4ｄ8４０b5．html？fｒom=ｓeaｒch/＊＊＊＊＊*＊＊＊＊＊＊＊＊*＊*＊*＊＊吧你參考的這個文檔這部分抄下來就行了＊*＊＊*＊＊*//**＊＊*＊*＊*＊**＊*一定要自己改寫，不能直接復(fù)制＊＊＊＊*＊＊*************＊＊*/全部控制程序?qū)嶋H上分為若干模塊：鍵盤設(shè)置處理程序，狀態(tài)燈控制程序,LＥD顯示程序,消抖動延時程序,次狀態(tài)判斷及處理程序,緊?；蜻`規(guī)判斷程序,中斷服務(wù)子程序,車流量計數(shù)程序，紅綠燈時間調(diào)整程序等.整個軟件程序方面主要分兩大部分:按鍵處理程序和50ms掃描程序。流程圖如圖4.1所示。首先是按鍵處理程序,８9S5１通過對ＩＯ掃描，確定是否有鍵按下,再判斷具體是那個鍵按下，根據(jù)鍵值跳轉(zhuǎn)到按鍵處理程序.按鍵處理結(jié)果可設(shè)置兩種工作模式:紅綠燈時間設(shè)置模式和紅綠燈時間自動模式，次程序相當(dāng)于系統(tǒng)的模式設(shè)置，若想重新設(shè)置則要按下復(fù)位鍵.設(shè)置過后進(jìn)入50ｍｓ掃描程序。５０ms掃描程序開始后,先刷新顯示模塊，若為自動模式則接下來要計數(shù)車流量,然后掃描緊停信號和違規(guī)信號,若捕獲則調(diào)用中斷，中斷服務(wù)子程序主要啟動蜂鳴器，直至恢復(fù)鍵按下。５０ｍs已到則重新掃描。掃描２0次之后計時到達(dá)1s則時間數(shù)據(jù)減１,在顯示模塊中修改顯示緩沖區(qū)內(nèi)容。在半個狀態(tài)對換時，車流量計數(shù)程序在一個狀態(tài)變換循環(huán)先后計數(shù)兩個方向的車流量,然后調(diào)用紅綠燈時間調(diào)整程序，更新紅綠燈時間.當(dāng)前狀態(tài)時間已到,則判斷次狀態(tài)裝入相應(yīng)數(shù)據(jù),然后進(jìn)入下一狀態(tài)。４．2理論基礎(chǔ)知識4.2.１定時器原理定時器工作的基本原理其實就是給初值，讓它不斷加1直至減完為模值,這個初值是送到TＨ和ＴＬ中的。它是以加法記數(shù)的，并能從全１到全0時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此,我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值,即所要求的計數(shù)值設(shè)定為Ｃ，把計數(shù)初值設(shè)定為ＴＣ可得到如下計算通式:TC=Ｍ—C式中,Ｍ為計數(shù)器模值.計數(shù)值并不是目的，目的是時間值，設(shè)計1次的時間，即定時器計數(shù)脈沖的周期為T０，它是單片機系統(tǒng)主頻周期的１2倍，設(shè)要求的時間值為T，則有C=Ｔ／T0。計算通式變?yōu)?T=（M－TC）Ｔ0模值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時M為8192;在方式1時M的值為６５５36；在方式２和3為2５６.就此可以算出各種方式的最大延時。如單片機的主脈沖頻率為12MHＺ，經(jīng)過12分頻后，若采用方式０最大延時只有８.1２9毫秒,采用方式１最大延時也只有6５.536毫秒。這就是為什么掃描周期為50ms的原因，若使用軟件則會耽擱程序流程，顯然不可行。相反,時間計時方面卻不可能只用計數(shù)器，因為顯然１秒鐘已經(jīng)超過了計數(shù)器的最大定時間,所以我們還必須采用定時器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個問題.4。2。2軟件延時原理MCS—５1的工作頻率為１2MHZ，機器周期與主頻有關(guān)，機器周期是主頻的１2倍，所以一個機器周期的時間為12＊(1/１2MHＺ)=1us。我們可以知道具體每條指令的周期數(shù),這樣我們就可以通過指令的執(zhí)行條數(shù)來確定1秒的時間,但同時由于單片機的運行速度很快其他的指令執(zhí)行時間可以忽略不計。我們設(shè)定一個初值為20的軟件計數(shù)器和使Ｔ0定時５0毫秒。這樣每當(dāng)Ｔ0到５0毫秒時CＰU就響應(yīng)它的溢出中斷請求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。在中斷服務(wù)子程序中，CPU先使軟件計數(shù)器減1，然后判斷它是否為零。為零表示1秒已到。設(shè)定定時器需要定時50毫秒,故T0必須工作于方式1。要求初值:TＣ=M—T＊T0=2１6—5０ｍs/1uｓ=15536=3CＢOH。4.2．３中斷原理本系統(tǒng)主要使用了外部中斷，中斷信號有引腳IＮＴ０和IＮT1輸入,低電平有效,ＣＰU每個時鐘周期都會檢測INT０和IＮＴ1上的信號，８051允許外部中斷以電平方式或負(fù)邊沿方式兩種中斷方式輸入中斷請求信號，可由用戶通過設(shè)置TＣOＮ中IT0和IT1位的狀態(tài)來實現(xiàn)。以IT0為例,IT0=０,為電平觸發(fā)方式,IT０＝1，為負(fù)邊沿觸發(fā)方式，本設(shè)計采用電平方式，ＩＥ0為其中斷標(biāo)志位，有中斷信號則置位，中斷服務(wù)子程序響應(yīng)后,ＩE0自動清零.IE中的EＡ為允許中斷的總控制位,為１開啟，EＸ0為外部中斷允許控制位，為1開啟。在優(yōu)先級的允許下,一旦有外部中斷信號產(chǎn)生,單片機CPＵ首先保護(hù)斷點，PＣ值進(jìn)棧,然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，執(zhí)行完后,用RＥＴI指令返回，此時CPU會從堆棧中取保存的斷點地址,送回PC，程序再正常執(zhí)行。4.2。4消抖動程序另外,在按鍵計數(shù)的過程中,還存在機械抖動與軟件方面的矛盾，即當(dāng)程序檢測到了有按鍵按下，則會計一次數(shù)，但是實際上,按鍵閉合后在微觀上還會彈起，然后閉合，一直到達(dá)穩(wěn)定,顯然后面的彈落是無效的,為了使程序避免這個問題，可以在檢測到首次閉合時，調(diào)用一定時間的延時程序。此處延時程序完全用軟件完成,利用程序執(zhí)行一條指令的時間，再加上兩次累減嵌套。結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)附錄：程序：附錄：整體電路圖：／*＊*＊＊*＊**＊完**＊＊**＊**＊＊＊＊＊＊**＊＊＊**＊＊＊*＊＊／基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)誠信承諾書本人鄭重承諾:本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計《基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料,均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。本人簽名:日期：年月日基于單片機的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入,同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合,加以完善。十字路口車輛穿梭,行人熙攘，車行車道,人行人道，有條不紊.那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢?靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用ＳＴC８9C５2RC單片機以及單片機最小系統(tǒng)和74HC2４５電路以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件,設(shè)計一個基于單片機的交通燈設(shè)計。設(shè)計通過兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示,并能通過按鍵對定時進(jìn)行設(shè)置。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴(kuò)展功能強。關(guān)鍵詞:交通燈；單片機；顯示；計時；車流量DesigｎandimｐlｅmｅnｔatｉonｏfintelliｇentｔｒａｆfiｃｌightsconｔrolｂasedｏnMCＵAbstractInrecentyeａrsａlｏngwiｔhthｅrapｉddevelopmｅnｔofsciencｅaｎｄtechnology,SCMapplicatｉonsarecoｎtiｎuａｌｌｙｄeepｅniｎg，aｎｄpromotｅｔｈeｔrａdｉｔionalcoｎｔroｌｄetectiｏnｔeｃhnolｏgyisupdated。Inｒｅal—ｔimｅdetectionａｎdautｏmaticcｏｎtrolofｔhemicrｏcｏmpuｔｅraｐｐlｉcａt(yī)ionsystem,ｔｈｅｍｉcrocoｎtrｏlｌerisoftenuseｄａsacoｒecomponｅnt，onｌｙSCMknowledgｅisｎoｔｅnｏｕｇh,shouldbｅbａｓｅdonspｅcｉfｉcharｄｗarestｒuｃｔuｒｅofhardwａrｅandsofｔwａrecoｍbination，toｂeｐerfｅcｔ．Crossroaｄｓsｈuttｌeｖehicｌeｓ,pedeｓtriansｂustｌiｎg,carｄeａlerｓhiptrａffｉｃｌane,peoｐｌewalｋways,eｖerytｈｉｎgingoｏdｏrderａndwｅlｌａrranｇｅd．Sｏｗｈatｔorelyｏnｔorｅalizeitiｎoｒｄｅr？Isthetｒａfｆicligｈｔｓontheaｕtoｍaticcｏｍmanｄsysｔem．Alｏtoftｒａfficsignaｌconｔrol.ThissysｔemuｓｅｓSTC89C52ＲＣand74ＨC２４5syｓtemaｎdthｅsmallesttransisｔordriｖingｃｉrｃuiｔandaｐeｒiphｅｒyofthekeｙｓanddigitalｔuｂedisplayandotheｒｐarｔs，adesiｇｎｂａsｅdoｎthesingｌechipｄesigｎoｆｔｒａｆficlｉghts。Dｅｓｉgnthｒｏughｏneoftwocｏｍｍｏncathｏdenｉxietｕbｅdispｌａｙ,ａndcanbｅkｅｙtｏｒegｕlarｓet。Thissystｅmｉsprａcｔicａｌ,simpleｏｐｅratｉon，stroｎｇeｘｐａnｄｉnｇfｕnｃtioｎ．Keyworｄs：Ｔrａfficlight，SCM,Ｄisplay，Timiｎg,Traffｉcflow目錄ＴO(shè)C\o"1—3＂\h\z\uHYPＥRLINK\l”_Toｃ3８786337１＂1前言 PAGERＥF_Tｏc３８7863371\h1ＨYPERLINK＼l”_Toc３8７８６3３72"１.１本設(shè)計的目的及意義 PＡGＥREF_Toc387863372\h1HＹPERLINK2。3分析問題 PAＧEREＦ＿Toc３87863378\h5３硬件設(shè)計?ＰAＧＥＲＥF_Toc３8７8633７9＼h7ＨYPERＬINＫ\l”_Ｔｏc3878６338０＂3.1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成: PＡGEREＦ_Toc3８786３3８0\h7HＹPERLINK3．６數(shù)碼管顯示?ＰＡＧEREＦ_Toc3８78633８５\ｈ13HYＰERLIＮK\l＂＿Tｏc38７863386"3.７信號顯示驅(qū)動電路?PＡGEＲＥF_Tｏc3878633８6\h１53.8鍵盤輸入電路?PAGＥRＥF_Toc３878６3３87＼h１５HＹPＥRLINK\ｌ”_Ｔoc3８7863388"3．9紅外接收原理 PAＧEＲEF_Toc３8７8６3388\h16HYPERＬINK\l”_Tｏc3８7８６33８９"4軟件設(shè)計?PＡGEREF_Toc3878633８9\h１７HYＰERＬINK\l”_Ｔｏｃ3８7863３90”4.1定時器的設(shè)置?PAGＥRＥF＿Ｔｏc387８63390\h18HＹPEＲＬINK\l”_Ｔoc3878６3391”４.2中斷程序的設(shè)置?PAGＥRＥF_Tｏｃ３８78６3３9１\h18ＨＹPERLINK\ｌ"_Ｔoc387８６3３９２”5調(diào)試 ＰAGEＲEＦ_Toｃ３878６339２\h18HYPERLＩNＫ＼l"_Toｃ３87863393”5。１斷電調(diào)試 PAGERＥF_Ｔｏc38786３３9３\h18HYPＥＲＬＩＮK＼l"_Toc3８7863３９４”5。2通電調(diào)試?PＡGＥＲＥF_Tｏc3８７863394\h１9ＨYPERLIＮＫ\l”_Ｔoc387863395＂5.3功能部分的測試?PAGERＥＦ_Ｔoc38７86３3９5\ｈ19HＹPERLＩＮK\l"_Toc387８63３９6”6結(jié)論 PＡGEREF_Tｏｃ３87863３9６\h20HＹPＥRLINK\l＂_Toc38786339７”參考文獻(xiàn) PAＧERＥＦ＿Tｏc387８６3３97＼h20HＹPＥRLINK\l＂_Toc387863３98”謝辭 PＡＧERＥＦ_Toｃ3８78６3398＼h２2ＨYPＥRLINK\t"＿blaｎk＂交通燈一般安裝交通路口，在顯眼的地方通過紅、黃、綠三種顏色的指示燈來指示。再增加一個倒數(shù)的數(shù)字顯示器來指導(dǎo)車輛。在一般的正常的行車情況下，車輛分流可以發(fā)揮其作用,然而依據(jù)車輛行駛過程中出現(xiàn)的實際情況,發(fā)現(xiàn)有以下缺陷:a、兩車道的車輛具有一樣的倒計時時間，而在十字路口，正常是一個車道為HYPERLIＮK"ｈttp:／/zhiｄao．bａｉdｕ。ｃom/searcｈ？word＝％E４%B８％BB%Ｅ5％B９％Ｂ2%E９%81%93＆ｆr=qb_seaｒch_eｘp&ie=utf8＂＼t＂_blanｋ"主干道，車輛比副干道的要多，所以正常來說時間應(yīng)該比它要長一點。B、不能智能檢測車流量,紅綠燈倒計時時間不會根據(jù)車流量的多少而改變，從而導(dǎo)致交通擁擠等情況。1。3本設(shè)計應(yīng)解決的主要問題本設(shè)計將設(shè)計并制作一個智能交通燈控制系統(tǒng).設(shè)計的內(nèi)容是：A、熟練掌握單片機的用法與最小系統(tǒng)的搭建。Ｂ、完成智能交通燈控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計。Ｃ、應(yīng)具有智能判斷車流量功能。D、應(yīng)具有根據(jù)車流量智能設(shè)定紅綠燈時間功能。E、在制作的單片機系統(tǒng)上實現(xiàn)所設(shè)計的功能，并完成演示。F、其他可擴(kuò)展功能.目前,限制單片機智能交通燈設(shè)計的因素主要有以下兩個：a、根據(jù)各道路路口車流量的大小自動調(diào)節(jié)通行時間，因為這個問題就關(guān)系到了通過運用什么技術(shù)來檢測。正常情況下車流量檢測器通過傳感器加單片機，再加上一些其他器件來運行。考慮到整體情況,本人這次用紅外線來檢測車流量.b、考慮特殊車輛通行情況，設(shè)計緊急切換開關(guān).例如消防車、救護(hù)車、警車等等，遇到這些緊急情況的話就要考慮到這些車輛的迅速通行,因為這都是性命攸關(guān)的時刻，所以設(shè)計緊急切換開關(guān)是必須的。而這個緊急切換開關(guān)就關(guān)系到了程序的設(shè)計,這個問題的實現(xiàn)難度對于本人來講也是一項挑戰(zhàn)。２方案介紹這次設(shè)計的重點包含以下這幾個方面：a、設(shè)計交通燈狀態(tài)的管理方案;ｂ、設(shè)計單片機最小系統(tǒng)和周邊電路;c、設(shè)計交通燈系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu);ｄ、設(shè)計整個系統(tǒng)的電路分布和接線；e、使用C語言編寫整個系統(tǒng)運行所需要的程序，重點是緊急中斷系統(tǒng)的程序。２。1設(shè)計原理本設(shè)計所用的部件包括以下這幾樣:STＣ89C52RC單片機及其最小系統(tǒng),除此之外，還有7４HＣ245的驅(qū)動電路和外圍的按鍵和用來看數(shù)字的數(shù)碼管，通過這些來完成本人的這次畢業(yè)設(shè)計。在一定的時間內(nèi)增加車輛安全通過的數(shù)量和質(zhì)量。而且在車流量密集的時候通過系統(tǒng)的設(shè)定來改變主次干道的通過車輛的時間，減少交通密集和堵塞現(xiàn)象。除此之外，針對緊急特殊情況，系統(tǒng)還具備了緊急處理按鈕，通過這些按鈕可以讓一些如警車、救火車、救護(hù)車等快速通過，提高對特殊緊急狀況的應(yīng)變能力.通過單片機來掌控交通燈的運行,可以讓單片機改變信號燈的輪流點亮，能滿足一般情況下的車輛運行，當(dāng)然,接入ＬED數(shù)碼管就能夠顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。這次設(shè)計在這樣基礎(chǔ)之上,單片機控制系統(tǒng)對這種情況進(jìn)行了全面的整改,按實際情況掌控并指揮交通的運作。系統(tǒng)總體框圖如圖2。1所示:鍵盤設(shè)置部分可以對模式進(jìn)行選擇，智能時間出現(xiàn)問題時還可以對時間進(jìn)行人工調(diào)整，當(dāng)系統(tǒng)開始正常運行時，在調(diào)整交通燈的正常運作顯示的時候，還將相對應(yīng)的時間數(shù)字灌輸?shù)綌?shù)碼管上,通過數(shù)碼管展現(xiàn)出來。與此同時，還應(yīng)該時刻能夠檢查違規(guī)的車輛和具有突發(fā)的按鍵處理,實現(xiàn)應(yīng)對緊急情況處理的目的。急停按鈕以及違法檢驗立即調(diào)用中斷。圖2．１系統(tǒng)的總體框圖根據(jù)這種情況，此次設(shè)計把單片機作為根本,以按鍵部分和紅外接受模塊部分作為輸入，交通燈顯示模塊和數(shù)碼管通過驅(qū)動電路進(jìn)行輸出.系統(tǒng)的總體框圖如圖2.１所示。2.2方案選擇a、控制器方案作為交通智能控制的中心，控制器的選擇十分重要。方案一:用ＦPＧA進(jìn)行控制。方案二:用PＬC進(jìn)行控制。方案三：51系列單片機,這是一種較為實用的系統(tǒng).經(jīng)過各方面的綜合因素考慮。上面的3種控制方案都能夠漂亮的實現(xiàn)智能交通燈的運行，雖然ＰLＣ以及ＦＰＧA進(jìn)行操作的時候比較容易，但是它們的價格確實昂貴的.而本人的這次設(shè)計選的是方案三(5１系列單片機)，因為它不但能夠完成智能通交通燈的控制，而且它的性能也非常好，價格也很便宜,是個非常好的選擇。所以本人選擇了用的比較常用的8９Ｃ52單片機當(dāng)作控制器.b、供電方案為了能夠讓交通燈在正常的狀態(tài)下運作，應(yīng)該有一個穩(wěn)定的電源。本人的這次設(shè)計想到了兩種電源方案：方案一:使用相對穩(wěn)定的外接電源。這個方案的好處是性能比較穩(wěn)定安全,并且還有各種相對完美的電路;缺陷是每一個部分都使用獨立的電源,令系統(tǒng)變得更加復(fù)雜,并且有幾率改變電路電平.方案二：通過單片機控制模塊進(jìn)行電源的供給。優(yōu)勢是系統(tǒng)比較簡單,省資金；缺陷是輸出的功率低，導(dǎo)致電路不穩(wěn)定。綜合考慮到了本設(shè)計的情況，本人采用了第一套方案。c、顯示界面方案這次設(shè)計的運用到了倒計時和紅綠燈等顯示。本人想到了以下幾個方案：方案一:全部通過數(shù)碼管來顯示。但是這樣只能實現(xiàn)部分符號和數(shù)字,并不能實現(xiàn)全部功能。方案二：全部通過點陣式LED顯示。缺點是這種方案比較復(fù)雜，而且程序比較難；但是功能全面，基本上能實現(xiàn)所需的功能.方案三:通過數(shù)碼管和點陣LED一起顯示.從實際狀況等各方面綜合因素考慮，本人選用方案三數(shù)碼管與LEＤ燈一起來顯示時間與狀態(tài)燈。這個方案不但實現(xiàn)了全部需求,實現(xiàn)起來又比較簡單.d、輸入方案根據(jù)實際情況，本人想到了兩種方案：方案一：使用８155擴(kuò)展輸入輸出口以及鍵盤、顯示等。這種方案的優(yōu)勢是:比較靈活，而且含有RAM和計數(shù)器。若用該方案，可提供較多Ｉ／O口,但操作起來稍顯復(fù)雜。方案二:通過在輸入輸出口線上接上按鈕開關(guān)。該方案優(yōu)勢是：編程比較容易，使用起來比較方便，而且成本更加低。缺點就是功能有限。從各方面因素考慮之后,本人使用方案二來實現(xiàn)輸入。2.3分析問題我們假設(shè)設(shè)在一個十字路口上,分別有東西南北四個方向，在任意時候只可以讓其中一個方向的車輛通過，另外一個方向禁止通過，經(jīng)過一定時間后,將兩個方向互換。說明：黑色代表燈亮,白色代表燈滅.一開始紅綠燈的狀態(tài)如下圖（a)，然后到(b)、（c)、(d)，最后按照這個順序重復(fù)循環(huán),交通狀態(tài)如圖２．２所示：下面是具體的每一個交通燈的狀態(tài)顯示:（ａ）（b)(ｃ）（d）圖2.2交通狀態(tài)（ａ）東西方向紅燈亮，車輛禁止通行,南北方向綠燈亮，車輛可以通行，倒計時13秒(時間只是方便演示）。（ｂ)東西方向紅燈亮，禁止通行，南北方向黃燈亮,車輛應(yīng)該等待通行，倒計時5秒（時間只是方便演示)。（c)南北方向紅燈亮，靜止通行,東西方向綠燈亮,車輛允許通行，倒計時２4秒（時間只是方便演示）。（d)南北方向紅燈亮,車輛禁止通行，東西方向黃燈亮,倒計時5秒（時間只是方便演示)。等待時間倒計時，緊接著回到狀態(tài)（ａ）下面我們可以用圖表表示燈狀態(tài)和行止?fàn)顟B(tài)的關(guān)系如下：表2.１交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)狀態(tài)a狀態(tài)b狀態(tài)c狀態(tài)ｄ東西向禁行等待變換通行等待變換南北向通行等待變換禁行等待變換東西紅燈110０東西黃燈000１東西綠燈００10南北紅燈0011南北綠燈10０0南北黃燈０100東西南北四個交通口都含有紅綠燈以及數(shù)碼管，無論是哪一個交通口，凡是看到紅燈的應(yīng)該禁止通行，看見轉(zhuǎn)了綠燈就可以通過，如果黃燈亮了表示紅綠燈狀態(tài)即將發(fā)生變化。各方向的狀態(tài)以及紅綠燈狀態(tài)如上表2。1。（說明:0表示滅，1表示亮）3硬件設(shè)計3。1系統(tǒng)硬件總電路構(gòu)成：為了滿足這次的交通燈設(shè)計所需要實現(xiàn)的功能，本人選用了STC８９Ｃ52ＲC芯片和外圍設(shè)備組成的最小系統(tǒng)，代表紅、綠、黃三種顏色的lｅd交通燈總共14個,４個2位ＬＥD數(shù)碼管和包括復(fù)位鍵、緊急控制按鍵等,紅外線接受器，驅(qū)動電路模塊，若干導(dǎo)線、電阻和電容。構(gòu)成了此次設(shè)計的各個模塊。其具體的硬件電路總圖如圖2。3所示。本系統(tǒng)把單片機最小系統(tǒng)作為關(guān)鍵核心，由各個硬件模塊軟件為控制主體組成一個處理、智能控制為一體的封閉操控系統(tǒng)。其中P0用來送顯ＬＥD數(shù)碼管的段選和位選，P1用來操控紅綠燈的亮暗,１2MHz晶振接在單片機芯片引腳的XTAL1和XTＡL２上，REＳT引腳接連接復(fù)位電路，P3端口用來實現(xiàn)按鈕的控制。３.2單片機系統(tǒng)及其歷史單片機是一塊集成在芯片上的微型計算機，它的內(nèi)部包括有CPU、存儲器,定時／計數(shù)器以及中斷系統(tǒng)，基本輸入/輸出（簡稱Ｉ/Ｏ）接口電路等。因為它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計的，所以又稱作微控制器（簡稱MCU)。它在各方面都有良好的優(yōu)勢,例如結(jié)構(gòu)簡單,控制效果好，可靠性高、體積小、價格低，單片機技術(shù)作為計算機技術(shù)的一個非常重要的分支,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、家用電器、電子玩具等各個不同的領(lǐng)域.單片機誕生于上世紀(jì)70年代，經(jīng)歷了三個階段：SＣM、MCU、SＯC。一開始的SCM單片機都是８位或4位的。其中英特爾公司的8051發(fā)展迅速。之后的MCS51系列的MCU單片機得到了廣泛的應(yīng)用.現(xiàn)在高端的３2位SOC單片機性能已經(jīng)達(dá)到了上世紀(jì)90年代中期專用處理器的水平,且價格低廉.所以越來越多的制作業(yè)、工業(yè)離不開單片機。單片機的應(yīng)用系統(tǒng)必須包含硬件部分和軟件部分，只有這樣才是完整的單片機應(yīng)用系統(tǒng)。軟件部分是指導(dǎo)硬件工作的指令集。沒有軟件部分，系統(tǒng)將無法正常工作。硬件部分則是交通燈系統(tǒng)的基礎(chǔ).沒有硬件系統(tǒng)則沒有所謂的交通燈系統(tǒng)。只有將兩者結(jié)合，才能實現(xiàn)功能齊全的及交通燈系統(tǒng)。３．3單片機內(nèi)部組成以及引腳介紹8052是MＣＳ—52系列單片機的典型芯片，不同型號一般程序存儲器結(jié)構(gòu)不同,其余內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是完全相同，引腳也全部兼容。Aｔｍeｌ公司的8９系列發(fā)展很快,應(yīng)用也最為廣泛，和８０5２引腳也完全相同，插座也相互兼容。所以用89C５2代替８０51時，只要封裝相同就可以直接代換.中央處理器(ＣPU)：交通燈系統(tǒng)的控制核心是單片機,而單片機的控制核心是中央處理器。它與計算機的處理器一樣分為4字長、8字長、16字長和32字長等處理器，它與單片機的處理數(shù)據(jù)能力、控制功能、運算速度等性能等性能有關(guān),因此,字長是衡量CPU功能的主要指標(biāo).ＣＰU由運算器和控制器組成.各一個8位的算術(shù)邏輯單元(簡稱ALＵ）、累加器(簡稱ACＣ)、暫存器B和程序狀態(tài)寄存器（簡稱ＰSW）構(gòu)成了CPU的運算器.所述控制器包括程序計數(shù)器(PC），指令寄存器（ＩR）,指令譯碼器(ID）和一個控制電路等。內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲器RAM:單片機89C５２芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器通常是指低128個單位，可以讀也可以寫,是分配給用戶使用的,在斷電后數(shù)據(jù)會消失。高1２8個單位則是內(nèi)部專用寄存器使用的存儲單位，用戶無法對其進(jìn)行操作,所以芯片內(nèi)部一共包含２56個RAM單元.內(nèi)部程序存儲器ROM：89C５2芯片的內(nèi)部程序存儲器使用的是只讀存儲器，這樣有利于系統(tǒng)的可靠及穩(wěn)定性且能節(jié)省成本。它有４ＫＢ掩摸ROM,只能讀不能寫程序?qū)⒉粫跀嚯姾髞G失。這樣則不會改變程序的原始數(shù)據(jù),通常稱為只讀程序存儲器并行I/Ｏ端口:89C5２芯片內(nèi)部有４個８位并行I/Ｏ端口（P０口、P１口、Ｐ2口和P3口），通過Ｉ／O端口實現(xiàn)數(shù)據(jù)并行輸入輸出，是人機交互的接口。串行口:89C5２芯片內(nèi)部串行實現(xiàn)單片機與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信是通過一個全雙工異步串行口.該串行口既可以作為同步移位器使用，擴(kuò)展外部I/Ｏ端口，又可以作為全雙工異步通信收發(fā)器使用。定時/計數(shù)器：89C５2芯片內(nèi)部的２個１６位定時/計數(shù)器可以控制單片機的內(nèi)部時鐘，使單片機按照一定的機器時鐘進(jìn)行狀態(tài)控制。還可以進(jìn)行外部定時或計數(shù)功能,是芯片的重要組成部分。中斷系統(tǒng)：８０5２內(nèi)部共有５個中斷源，２個優(yōu)先級別分別是高優(yōu)先級和低優(yōu)先級，在同級的情況下,外部中斷０大于定時器T０中斷大于外部中斷1大于定時器中斷T1大于串行口中斷。時鐘電路：89C5１芯片單片機內(nèi)部具有時鐘電路，只需要在ＸＴＡL１和XTAL2引腳之間接上石英晶體和微調(diào)電容就能構(gòu)成完整的時鐘電路。此系統(tǒng)選用的晶振頻率為12MHz。相應(yīng)的機器周期是1us。引腳介紹：VCC：ＳTＣ８９C52電源接入端，接+５V.GＮD:電源接地端。XTＡL1和ＸTAL2：當(dāng)需要使用外部時鐘時，則連接外部的時鐘電路；若要使用內(nèi)部時鐘則連接電容和晶振.本系統(tǒng)所使用的是內(nèi)部時鐘，所以在兩引腳間連接了電容和１2MHz的晶振。ＲEＳＥT：ＳTＣ８9C５２芯片的重置引腳，當(dāng)連續(xù)輸入這個引腳2個機器周期以上的高電平即有效電平時，芯片將進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)位操作,各個寄存器都恢復(fù)到最初的狀態(tài)重新運行程序.EA:EＡ的E的英文是Ｅｘteｒnal,Ａ的英文是Acｃeｓｓ，合在一起是外部程序存儲器的意思。上面的橫線則代表低電平有效。所以這個引腳接高電平則使用內(nèi)部程序存儲器，低電平則使用外部的程序存儲器。在此系統(tǒng)中，由于程序下載到內(nèi)部程序存儲器中，因此該引腳與＋５V電源相連接。ALＥ:ＡLE是編程脈沖的輸入端。它以晶振頻率的1/6的固定頻率輸出,所以也可以作為時鐘電路使用。同時這個引腳也是P0口低8位的地址鎖存器,將低8位數(shù)據(jù)與地址相互隔離,用于系統(tǒng)擴(kuò)展。ＰＳEN：此為＂PrｏgramSｔｏreEnablｅ"的縮寫,其意為程序儲存啟用。低電平有效，當(dāng)引腳輸入低電平時實現(xiàn)對外部RＯＭ單元的讀操作。在執(zhí)行指令的取指階段和從程序存儲器中取數(shù)據(jù)時有效。P０口(Ｐ0。0~P0.7）：端口0可以作為通用I/O端口使用和地址/數(shù)據(jù)線使用。共有8個位，P0。0表示位0,Ｐ０.1表示位1,依此類推。一個數(shù)據(jù)輸出D鎖存器、兩個三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器、一個輸出控制電路和一個數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動電路共同構(gòu)成了P0口的邏輯電路。如果引腳的電平為低時（即取用片外RAＭ擴(kuò)展或數(shù)據(jù)存儲器)，P０就以雙向口的工作方式提供地址總線（A0~Ａ７）及數(shù)據(jù)總線（D0~Ｄ7）。在此設(shè)計中,P0口是作為通用Ｉ/O口將各個共陰極數(shù)碼管相應(yīng)的段選控制端并聯(lián)在一起，用驅(qū)動器74HC24５驅(qū)動。Ｐ1口（Ｐ1．０～Ｐ1。7)：是89C51單片機唯一的單功能端口,僅僅能用作通用的數(shù)據(jù)輸入/輸出口. P1口的邏輯電路與Ｐ2口相似，但其內(nèi)部沒有輸出控制電路，而且具有上拉電阻。所以其只能作為通用I／Ｏ端口使用。在此系統(tǒng)中,Ｐ1口是用來控制數(shù)碼管的公共端，也稱作為“位選端"。P2口(Ｐ2。0~P２。7):端口2也具有２個功能:一個是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口,與P０口相似；另一功能也跟Ｐ０口相似,P0口的第2功能是作為地址/數(shù)據(jù)線使用,而P2口是單一的地址線使用.系統(tǒng)擴(kuò)展時作為高8位的數(shù)據(jù)線使用.當(dāng)沒有在89Ｃ5１單片機芯片外擴(kuò)展ROM和ＲAM,且P2口高８位地址總線沒有全部用到時，P2口的口線就可以全部作為通用Ｉ／O口線使用.P2口屬于準(zhǔn)雙向口。在本系統(tǒng)中，P２口用于控制LED信號燈的亮滅。Ｐ3口(P3.0~P3．7）：作為通用I／O口,作為輸出時，鎖存器的狀態(tài)端(Q）與輸出引腳的狀態(tài)相同；作為輸入端口時，為使引腳處于高阻輸入狀態(tài)，需向鎖存器輸入程序數(shù)據(jù)“1”。輸入的數(shù)據(jù)在“讀引腳"信號的作用下，進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。所以，P3口在作為通用I/O口時,也屬于準(zhǔn)雙向口.在本系統(tǒng)，Ｐ3口作為第二功能使用，主要利用按鍵模塊實現(xiàn)系統(tǒng)的中斷跳轉(zhuǎn).P3端口使用第二功能時：其引腳分配如下:P3。0：ＲXD，串行通信數(shù)據(jù)的接收。P3。1：TXＤ，串行通信數(shù)據(jù)的發(fā)送P3．2：ＩNT0，外部中斷0申請。P３。3：INT１，外部中斷1申請。Ｐ3.４：定時/計時計數(shù)器０的外部輸入。P3．5：定時/計時計數(shù)器1的外部輸入。P3.6：：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。單片機引腳圖如圖3.１所示：3。4單片機最小系統(tǒng)上面提到單片機的應(yīng)用系統(tǒng)可以分為硬件部分和軟件部分。軟件部分指揮各個硬件執(zhí)行燒錄進(jìn)單片機內(nèi)的程序，如果沒有程序那么它顯然是無法工作的的。但如果它僅僅只是燒錄了程序，它還是同樣無法工作。原因是除了單片機和軟件部分外，要使單片機能夠正常工作,還需要時鐘電路和復(fù)位電路.芯片加上時鐘和復(fù)位電路,這樣才是完整的最小單片機系統(tǒng).在XＴAL1引腳和XTAL2引腳間跨接一定頻率的晶振構(gòu)成時鐘電路為單片機的正常工作提供基本時鐘,機器周期則由晶振頻率決定.復(fù)位電路則將系統(tǒng)恢復(fù)初始化.就如同此系統(tǒng)中，將系統(tǒng)恢復(fù)至東西通行，南北禁止的剛啟動系統(tǒng)的狀態(tài)。圖3。1單片機電路引腳圖為了實現(xiàn)單片機的同步工作，系統(tǒng)必須有唯一的時鐘信號,并在這個時鐘信號下嚴(yán)格的按時序進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換和工作。這個時鐘信號可以外部時鐘也可以芯片自帶的時鐘信號。這種時鐘信號由時鐘電路提供.在本系統(tǒng)中,在SＴC8９C51單片機ＸＴAL1和XTAＬ2之間接的是晶振頻率為12MHz的晶振。機器周期是晶振頻率的十二分頻,所以機器周期為1us。適當(dāng)編寫程序，則可以定時1ｍs或者1s的時間。單片機與計算機相同,都有可能會出現(xiàn)故障死機或斷電的情況,這時候則需要和計算機一樣有一個復(fù)位鍵將系統(tǒng)重啟,單片機的復(fù)位電路也是使CＰU和系統(tǒng)中的其他功能部件都恢復(fù)到一個確定的初始狀態(tài)。實現(xiàn)復(fù)位的條件就是RSＴ引腳輸入持續(xù)2次機器周期的高電平。復(fù)位后PＣ=00００Ｈ,即是從新從程序存儲器的第１個單元取指令進(jìn)行譯碼。若持續(xù)高電平則會循環(huán)復(fù)位.按鍵復(fù)位和上電自動復(fù)位是復(fù)位電路經(jīng)常采用的兩種不同的方式.本系統(tǒng)所使用的是按鍵復(fù)位。按鍵在其余4個按鍵的中間，接芯片的RST引腳。按鍵瞬間RSＴ引腳端電位與Vcc一致，隨著電容C1的充電，充電電流的減少，導(dǎo)致ＲST引腳的高電位下降。只要RSＴ引腳的高電位能夠保證在2個機器周期以上，單片機就會進(jìn)行復(fù)位操作，使系統(tǒng)復(fù)位。上電復(fù)位則要求接上電源之后能夠自動實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位,原理相同，不再贅述。單片機最小系統(tǒng)原理圖如圖3．2所示：圖3.2單片機最小系統(tǒng)原理圖3.５LＥＤ顯示發(fā)光二極管簡稱為LEＤ.它是一種半導(dǎo)體二極管。它的可見光是由空穴和電子結(jié)合時輻射而出的，因此它可以把電能轉(zhuǎn)化為光能。主要由鎵(Ｇa)與砷（Ａs）、磷（P）、氮（Ｎ）、銦（Ｉn）等化合物制成這種半導(dǎo)體二極管.三極管具有2個PN結(jié),而發(fā)光二極管是由一個PN結(jié)組成的，它具有單向?qū)щ娦?。正向壓降低，反向壓降則要相對高得多。它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與HYＰERLINK”ｈtｔp：//ｂaike.ｂ/view／8４13。htm”節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用ＨYPEＲLIＮK”ｈttp:／//view/６3１51。htm”電場發(fā)光.因此它也是非常有發(fā)展前景的綠色照明光源。它的功耗低,壽命長，輻射低的特點使其得到了廣泛的應(yīng)用。不僅如此,它的光效率高,亮度大,同時可以回收利用的優(yōu)點也使它成為非常受矚目的新一代光源。它的運用簡單，信號穩(wěn)定，所以選擇發(fā)光二極管作為我們系統(tǒng)非常關(guān)鍵的模擬交通燈燈源。本系統(tǒng)所選用的是普通單色發(fā)光二極管。它具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長且價格低廉等優(yōu)點,非常適合單片機交通燈系統(tǒng)的模擬交通燈。連接時也要注意LED燈的單相導(dǎo)電性,接反將會導(dǎo)致交通燈無法正常使用。模擬交通燈利用發(fā)光二極管來顯示不同顏色的信號指示燈。LED燈如圖3。３所示：圖3．３LED燈顯示電路3．6數(shù)碼管顯示數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光HＹPERLINＫ”hｔtp://baikｅ．bａｉdu。coｍ/view/481４00．hｔm"器件，在單片機系統(tǒng)中運用廣泛,可以顯示單片機的工作狀態(tài).就如同本系統(tǒng)中的數(shù)碼管用來顯示紅綠黃燈狀態(tài)的持續(xù)時間和跳轉(zhuǎn)時間，是人機對話非常重要的輸出設(shè)備。其基本單元是HＹPERＬIＮK"htｔp://bａiｋｅ.baidu．ｃｏｍ/ｖiew/842１3.ｈｔm”發(fā)光二極管。數(shù)碼管顯示是分段實現(xiàn)的，通過點亮不同段來顯示不同的數(shù)字。其中按段數(shù)分為七段LEＤ數(shù)碼管和八段LＥD數(shù)碼管,其中八段LED數(shù)碼管比七段LED數(shù)碼管多了一個ＬEＤ燈在右下角作為數(shù)字的小數(shù)點。數(shù)碼管按結(jié)構(gòu)還可分為共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管。在此系統(tǒng)中所采用的則是八段共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)。八個LED燈構(gòu)成的共陽極數(shù)碼管是將所有LED燈的陽極連接在一起接在高電平上作為公共控制端。陰極作為“段"的控制端,當(dāng)其中一“段”的控制端接低電平時,該段對應(yīng)的發(fā)光二極管就會點亮。通過點亮不同的段從而顯示出各種數(shù)字.本系統(tǒng)的共陽極數(shù)碼管的公共控制端接到＋5V高電平上。共陰數(shù)碼管是指將LED燈的陰極接到一起形成公共陰極(CＯM）的數(shù)碼管,與陽極不同的是要接在低電平陰極上.而陽極作為段選端,要點亮某段時則需要輸入高電平。LED數(shù)碼管的顯示方式可以分為靜、動態(tài)顯示兩種。雖然靜態(tài)顯示相對于動態(tài)顯示用較小的電流就能使數(shù)碼管的亮度加強、ＣPＵ運算時間少,編程也更簡便,節(jié)省存儲空間且顯示便于檢測和控制。但其占用的I/O口太多，只適合少位數(shù)碼管使用。不適合此系統(tǒng)，所以選用動態(tài)顯示，下面重點介紹數(shù)碼管的動態(tài)顯示.此系統(tǒng)用動態(tài)顯示方式點亮4個2位數(shù)碼管,各個共陽極數(shù)碼管相應(yīng)的段選控制端并聯(lián)在一起由Ｐ0口控制,并用驅(qū)動器驅(qū)動。各位數(shù)碼管的公共端,也稱為“位選端”由單片機的P1口控制。數(shù)碼管顯示如圖3．4所示：圖３.４數(shù)碼管顯示3.7信號顯示驅(qū)動電路74ＨC2４5譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0,A１和A2)，并當(dāng)使能時，提供8個互斥的低有效輸出（Ｙ0至Ｙ7）。74HC245特有3個使能輸入端：兩個低有效（E１和E2)和一個高有效（E3）.除非E1和E2置低且Ｅ3置高，否則74ＨC１38將保持所有輸出為高.利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC2４５芯