《畢業(yè)論文-基于stc89c52單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)論文-基于stc89c52單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（57頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)論文基于STC89C52單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院軟件學(xué)院專業(yè)班級(jí)XX學(xué)號(hào)2XXXX學(xué)生姓名XXX指導(dǎo)教師XXX太原理工大學(xué)基于單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要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。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人車路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)以及多值化方向發(fā)展。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市交通成為制約城市發(fā)展的一大因素。因此，有

2、許多設(shè)計(jì)工作者為改善城市交通環(huán)境設(shè)計(jì)了許多方案，而大多數(shù)都是交通指揮燈。交通信號(hào)燈作為一個(gè)用來(lái)指揮車輛順利、暢通通過(guò)十字路口的裝置，與我們的生活緊密的聯(lián)系在一起。設(shè)計(jì)交通燈控制電路的方法有很多種，由于數(shù)字電子技術(shù)的邏輯性很強(qiáng)，用它來(lái)設(shè)計(jì)交通燈的控制電路非常方便。而且數(shù)字電子技術(shù)芯片只要在一定的范圍內(nèi)輸入，都能得到穩(wěn)定的輸出，調(diào)試簡(jiǎn)單，電路的工作也比較穩(wěn)定。本論文的設(shè)計(jì)就是通過(guò)一些基本的數(shù)字芯片組合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口交通燈的六個(gè)不同信號(hào)燈的控制，另外還加以倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示，以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)十字路口信號(hào)燈的仿真模型及其控制電路。這個(gè)電路的設(shè)計(jì)看似較為復(fù)雜，其實(shí)就是由一些基本的數(shù)字電路組成。論文采用中

3、、小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)了交通信號(hào)燈控制電路，畫出了各單元電路圖、整機(jī)框圖和邏輯電路圖，完成了組裝和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈控制的各項(xiàng)功能，最后對(duì)論文的工作進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞STC89C52；獨(dú)立鍵盤；數(shù)碼管；蜂鳴器。MICROCONTROLLERBASEDTRAFFICSIGNALCONTROLCIRCUITDESIGNANDIMPLEMENTATIONABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTNEEDSOFTHEVARIOUSMODESOFTRANSPORTANDTRAFFICCONTROL,THEFIRSTTRULYTHREECOLORLIGHTSRED,YELLOW,ANDGRE

4、ENFLAGWASBORNIN1918ITISSURROUNDEDBYTHREECOLORCIRCULARPROJECTORISMOUNTEDONATOWERFIFTHSTREETINNEWYORKCITY,SINCEITSBIRTH,THEURBANTRAFFICGREATLYIMPROVEDCURRENTLY,ALARGENUMBEROFSIGNALCIRCUITSISTOWARDDIGITAL,LOWPOWER,DIVERSITY,FACILITATEPEOPLE,VEHICLES,COORDINATINGTHETHREEWAYRELATIONSHIP,ANDMOREVALUEORIEN

5、TEDDEVELOPMENTALONGWITHSOCIALANDECONOMICDEVELOPMENT,URBANTRANSPORTPROBLEMSMORECAUSEFORCONCERNWITHTHEDEVELOPMENTOFSOCIETY,EXPANDINGTHESIZEOFCITIES,URBANTRANSPORTASACONSTRAINTTOURBANDEVELOPMENTISAMAJORFACTOR,SOTHEREAREMANYWORKERSINORDERTOIMPROVETHEURBANTRAFFICDESIGNENVIRONMENTDESIGNEDMANYPROGRAMS,BUTM

6、OSTARETRAFFICLIGHTSTRAFFICLIGHTSUSEDASACOMMANDVEHICLESMOOTH,SMOOTHCROSSROADSDEVICESWITHOURLIVESCLOSELYLINKEDTHROUGHTHEREAREMANYWAYSTODESIGNTHETRAFFICLIGHTCONTROLCIRCUIT,BECAUSETHELOGICOFDIGITALELECTRONICTECHNOLOGYISSTRONG,USEITTODESIGNATRAFFICLIGHTCONTROLCIRCUITISVERYCONVENIENTANDASLONGASTHEDIGITALE

7、LECTRONICSCHIPSWITHINACERTAINRANGEOFTHEINPUT,THEOUTPUTCANGETASTABLE,EASYADJUSTMENT,OPERATIONOFTHECIRCUITISRELATIVELYSTABLEIHAVETHISDESIGNISTHROUGHSOMEBASICDIGITALCHIPTOACHIEVEACOMBINATIONOFSIXDIFFERENTLIGHTSONTHECROSSROADSOFTRAFFICLIGHTSCONTROL,INADDITIONTOACOUNTDOWNDIGITALDISPLAYCROSSROADSLIGHTSTOD

8、OTHESIMULATIONMODEL,THEDESIGNOFTHISCIRCUITMAYSEEMMORECOMPLICATED,INFACT,SOMEOFTHEBASICDIGITALCIRCUITUSINGMEDIUMANDSMALLSCALEINTEGRATEDCIRCUITDESIGNTRAFFICSIGNALCIRCUITS,ANDASSEMBLYANDCOMMISSIONING,ANDTHENTHEVARIOUSFUNCTIONSOFTHEDESIGN,EACHUNITTODRAWCIRCUITDIAGRAMS,BLOCKDIAGRAMSANDMACHINELOGICCIRCUIT

9、,ABREAKTHROUGHSTEPBYSTEP,ANDFINALLYFINISHINGSUMMARYKEYWORDSSTC89C52,SEPARATEKEYBOARD,LED,BUZZER目錄摘要IABSTRACTII1引言111目的和意義112研究概況和發(fā)展趨勢(shì)213本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容32總體方案論證與設(shè)計(jì)121主控模塊的選型和論證122顯示模塊的選型和論證123按鍵模塊的選型和論證124系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述23系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)331主控模塊3311STC89C52單片機(jī)主要特性3312STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng)6313單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)632數(shù)碼管顯示電路633鍵盤模塊設(shè)計(jì)734蜂鳴器

10、模塊設(shè)計(jì)835路燈指示電路84系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1141系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)1142程序設(shè)計(jì)原理115系統(tǒng)調(diào)試1351硬件調(diào)試1352軟件調(diào)試1353調(diào)試結(jié)果14結(jié)論15參考文獻(xiàn)16致謝17附錄181引言11目的和意義隨著人口快速的增多，交通工具的爆炸性的發(fā)展，以及道路資源的有限性，交通控制就應(yīng)運(yùn)而生，在人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演著極其重要的角色，人們的出行都無(wú)時(shí)不刻與交通打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，從而催生了單獨(dú)的交通控制學(xué)問(wèn)與管理機(jī)構(gòu)。交通控制系統(tǒng)是近現(xiàn)代社會(huì)隨著物流、出行等交通發(fā)展產(chǎn)生的一套獨(dú)特的公共管理系統(tǒng)。要保證高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交

11、通規(guī)則，還必須通過(guò)一定的技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代人類科學(xué)技術(shù)，特別是電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟能比較好的解決系統(tǒng)建立中硬軟件方面要求的技術(shù)難題。目前，交通控制方面的研究能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化，甚至將整個(gè)區(qū)域整合成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)范圍，還能根據(jù)正常時(shí)段以及特定突發(fā)時(shí)段的情況進(jìn)行科學(xué)的自動(dòng)調(diào)整。交通對(duì)于社會(huì)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人們的生活生產(chǎn)中有著十分重要的意義。隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，交通自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制方面的研究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價(jià)格比，逐步取代傳統(tǒng)的交通控制措施。城市道路交通自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展

12、階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來(lái)，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。早在1850年，城市交叉口處不斷增長(zhǎng)的交通就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺(tái)交通自動(dòng)信號(hào)燈的誕生，拉開(kāi)了城市交通控制的序幕，1868年，英國(guó)工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈，用來(lái)控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號(hào)燈幾乎銷聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。1914年及稍晚一些時(shí)候，美國(guó)的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。1926年英國(guó)人第一

13、次安裝和使用自動(dòng)化的控制器來(lái)控制交通信號(hào)燈，這是城市交通自動(dòng)控制的起點(diǎn)。早期的交通信號(hào)燈使用“固定配時(shí)”方式實(shí)行自動(dòng)控制，這種方式對(duì)于早期交通流量不大的情況曾起過(guò)一定的作用。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時(shí)”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時(shí)段多方案的信號(hào)控制器開(kāi)始出現(xiàn)并逐步取代了傳統(tǒng)的只有一種控制方案的控制器。20世紀(jì)30年代初，美國(guó)最早開(kāi)始用車輛感應(yīng)式信號(hào)控制器，之后是英國(guó)，當(dāng)時(shí)使用的車輛檢測(cè)器是氣動(dòng)橡皮管檢測(cè)器。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測(cè)器測(cè)量的交通流量來(lái)調(diào)整綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短，使綠燈時(shí)間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時(shí)間延誤，

14、比定時(shí)控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點(diǎn)刺激了車輛檢測(cè)器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動(dòng)橡皮管式檢測(cè)器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測(cè)器相繼問(wèn)世。當(dāng)今在城市道路交通自動(dòng)控制、交通監(jiān)測(cè)和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器。超聲波檢測(cè)器主要在日本等少數(shù)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個(gè)城市或者更大地域，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國(guó)科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)

15、燈的實(shí)用化，建立了一套由IBM650型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑?？梢哉f(shuō)，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動(dòng)到自動(dòng)，從固定配時(shí)到靈活配時(shí)，從無(wú)感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點(diǎn)控制到干線控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長(zhǎng)遠(yuǎn)過(guò)程。交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路

16、的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動(dòng)脈，象征著一個(gè)城市的工業(yè)文明水平。交通關(guān)系著人們對(duì)于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān)的利益。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對(duì)資源物流和人們出行都是十分有價(jià)值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。12研究概況和發(fā)展趨勢(shì)早在1850年，城市交叉口處不斷增長(zhǎng)的交通就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。世界上第一臺(tái)交通自動(dòng)信號(hào)燈的誕生，拉開(kāi)了城市交通控制的序幕，1868年，英國(guó)工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈，用來(lái)控制交叉路口馬車的通行，但一次煤氣爆炸事故致使這種交通信號(hào)燈幾乎銷聲匿跡了近半個(gè)世紀(jì)。1914年及稍

17、晚一些時(shí)候，美國(guó)的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈，它們采用電力驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。1926年英國(guó)人第一次安裝和使用自動(dòng)化的控制器來(lái)控制交通信號(hào)燈，這是城市交通自動(dòng)控制的起點(diǎn)。早期的交通信號(hào)燈使用“固定配時(shí)”方式實(shí)行自動(dòng)控制，這種方式對(duì)于早期交通流量不大的情況曾起過(guò)一定的作用。但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展、交通流量增加、隨機(jī)變化增強(qiáng)，采用以往那種單一模式的“固定配時(shí)”方式已不能滿足客觀需要，于是一種多時(shí)段多方案的信號(hào)控制器開(kāi)始出現(xiàn)并逐步取代了傳統(tǒng)的只有一種控制方案的控制器。20世紀(jì)30年代初，美國(guó)最早開(kāi)始用車輛感應(yīng)式信號(hào)控制器，之后是英國(guó)，當(dāng)時(shí)使用的車輛檢測(cè)器是氣動(dòng)橡皮

18、管檢測(cè)器。車輛感應(yīng)控制器的特點(diǎn)是它能根據(jù)檢測(cè)器測(cè)量的交通流量來(lái)調(diào)整綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短，使綠燈時(shí)間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時(shí)間延誤，比定時(shí)控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點(diǎn)刺激了車輛檢測(cè)器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動(dòng)橡皮管式檢測(cè)器之后，雷達(dá)、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及環(huán)形線圈等檢測(cè)器相繼問(wèn)世。當(dāng)今在城市道路交通自動(dòng)控制、交通監(jiān)測(cè)和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測(cè)器。超聲波檢測(cè)器主要在日本等少數(shù)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個(gè)城市或者更大地域，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國(guó)科羅拉多州

19、丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)燈的實(shí)用化，建立了一套由IBM650型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑?？梢哉f(shuō)，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動(dòng)到自動(dòng)，從固定配時(shí)到靈活配時(shí)，從無(wú)感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點(diǎn)控制到干線控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長(zhǎng)遠(yuǎn)過(guò)程。交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車輛安

20、全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動(dòng)脈，象征著一個(gè)城市的工業(yè)文明水平。交通關(guān)系著人們對(duì)于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān)的利益。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對(duì)資源物流和人們出行都是十分有價(jià)值的，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。13本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作一個(gè)基于單片機(jī)的交通燈。能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能（1）鍵盤掃描，通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)用戶按下的是哪個(gè)按鍵并執(zhí)行相應(yīng)的功能。（2）單片機(jī)可以控制十字路口的紅綠燈并顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。（3）

21、單片機(jī)可以分別設(shè)置紅黃綠燈的時(shí)間。（4）系統(tǒng)設(shè)有緊急按鍵，按下后十字路口的所有燈皆熄滅，并且驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)響。2總體方案論證與設(shè)計(jì)根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能劃分，系統(tǒng)一共需要以下幾個(gè)模塊主控模塊、顯示模塊、按鍵模塊，以下就針對(duì)這幾個(gè)模塊的選型和論證進(jìn)行討論。21主控模塊的選型和論證方案一采用MSP430系列單片機(jī)，該單片機(jī)是TI公司1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗的混合信號(hào)處理器。其內(nèi)部集成了很多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器，提供強(qiáng)大的功能。不過(guò)該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。方案二采用51系列的單片機(jī)，該單片機(jī)是一個(gè)高可靠性，超低價(jià)，無(wú)法解密，高性能的8位單片機(jī)，32個(gè)IO口，且STC系列的

22、單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。因此選用方案二中的51系列單片機(jī)作為主控芯片。22顯示模塊的選型和論證方案一采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較合適，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對(duì)較高，所以不用此種作為顯示。方案二采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，LED數(shù)碼管價(jià)格雖適中，對(duì)于顯示數(shù)字也最合適，而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，占用單片機(jī)口線少。方案三采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見(jiàn)。但是由于一般十字路口的交通燈多為數(shù)碼管顯示，因此這里也選取數(shù)碼管作為顯示模塊。因此本

23、設(shè)計(jì)中采用方案二中的DS1302作為時(shí)鐘模塊。23按鍵模塊的選型和論證方案一采用常見(jiàn)的獨(dú)立按鍵輸入模式，根據(jù)需要一共要用4個(gè)按鍵進(jìn)行功能輸入，而所選用的單片機(jī)共有32個(gè)IO，IO口比較充足。方案二采用矩陣鍵盤作為輸入，矩陣鍵盤是單片機(jī)外部設(shè)備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4416個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接

24、用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤是合理的。圖21矩陣鍵盤由于本設(shè)計(jì)只需少量按鍵，所以本設(shè)計(jì)中方案一中的獨(dú)立按鍵作為鍵盤模塊。24系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述本系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要完成對(duì)鍵盤的響應(yīng)、數(shù)碼管顯示等功能的控制，起到總控和協(xié)調(diào)各模塊之間工作的作用。紅綠黃燈顯示主控模塊單片機(jī)按鍵模塊數(shù)碼管模塊報(bào)警模塊圖22系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖21所示，本設(shè)計(jì)可分為以下模塊單片機(jī)主控模塊、鍵盤模塊、數(shù)碼管模塊、報(bào)警模塊、紅綠黃燈顯示模塊。下面對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案逐一進(jìn)行論證分析。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)31主控模塊主控模塊模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著

25、統(tǒng)籌的作用，需要檢測(cè)鍵盤，溫度傳感器等各種參數(shù)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在這里我們選用了51系列單片機(jī)中的STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。51系列單片機(jī)最初是由INTEL公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，但后來(lái)INTEL公司把51核的設(shè)計(jì)方案賣給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如SST、PHILIP、ATMEL等大公司。因此市面上出現(xiàn)了各式各樣的均以51為內(nèi)核的單片機(jī)。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容51指令、并在51的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51一致的。STC89C52有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC8

26、9C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器掩膜ROM，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM組成。STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖31。時(shí)鐘電路ROM/EPROM/FLASH4KBRAM128BSFR21個(gè)定時(shí)個(gè)/計(jì)數(shù)器2CPU總線控制中斷系統(tǒng)5個(gè)中斷源2個(gè)優(yōu)先級(jí)串行口全雙工1個(gè)4個(gè)并行口XTAL2XTAL1RSTEAALEPSENP0P1P2P3VSSVCC圖31STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖311STC89C52單片機(jī)主要特性1一個(gè)8位的微處理器CPU。2片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM128B，用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等，SST89系列單片機(jī)最多提供1K的RAM。3

27、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM4KB，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。但也有一些單片機(jī)內(nèi)部不帶ROM/EPROM，如8031，8032，80C31等。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是將RAM和ROM都集成在單片機(jī)里面，這樣既方便了用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。SST公司推出的89系列單片機(jī)分別集成了16K、32K、64KFLASH存儲(chǔ)器，可供用戶根據(jù)需要選用。4四個(gè)8位并行IO接口P0P3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。5兩個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的52系列

28、單片機(jī)都會(huì)提供3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。6五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在新推出的單片機(jī)都不只5個(gè)中斷源，例如SST89E58RD就有9個(gè)中斷源。7一個(gè)全雙工UART通用異步接收發(fā)送器的串行IO口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單機(jī)與微機(jī)之間的串行通信。8片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率為12MHZ。SST89V58RD最高允許振蕩頻率達(dá)40MHZ，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。P1024MS67CK8RETXALVNU位圖32STC89C52單片機(jī)管腳圖部分引腳說(shuō)明1時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL218腳接外部晶體和微調(diào)電容的一端；片內(nèi)它是振蕩電路反

29、相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。要檢查振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出。XTAL119腳接外部晶體和微調(diào)電容的另一端；在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。2控制信號(hào)引腳RST,ALE,PSEN和EARST/VPD9腳RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。當(dāng)主電源VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將5V電源自動(dòng)兩個(gè)機(jī)器周期24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。RST引腳的第二功能是VPD,即接入RST端，為RAM提供

30、備用電源，以保證存儲(chǔ)在RAM中的信息不丟失，從而合復(fù)位后能繼續(xù)正常運(yùn)行。ALE/PROG30腳地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng)8051上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率FOSC的1/6。CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)作為鎖存低8位地址的控制信號(hào)。平時(shí)不訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端也以振蕩頻率的1/6固定輸出正脈沖，因而ALE信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。如果想確定8051/8031芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號(hào)輸出。如有脈沖信號(hào)輸出，則8051/8031基本上是好的。ALE端的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為8個(gè)LS型TTL低功耗甚高速TTL負(fù)載。此引腳的第

31、二功能PROG在對(duì)片內(nèi)帶有4KBEPROM的8751編程寫入固化程序時(shí)，作為編程脈沖輸入端。PSEN29腳程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引肢接EPROM的OE端見(jiàn)后面幾章任何一個(gè)小系統(tǒng)硬件圖。PSEN端有效，即允許讀出EPROMROM中的指令碼。PSEN端同樣可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。要檢查一個(gè)8051/8031小系統(tǒng)上電后CPU能否正常到EPROMROM中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN端有無(wú)脈沖輸出。如有則說(shuō)明基本上工作正常。EA/VPP31腳外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA引腳接高電平時(shí)，CPU

32、只訪問(wèn)片內(nèi)EPROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng)PC程序計(jì)數(shù)器的值超過(guò)0FFFH對(duì)8751/8051為4K時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)輸入信號(hào)EA引腳接低電平接地時(shí)，CPU只訪問(wèn)外部EPROM/ROM并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。對(duì)于無(wú)片內(nèi)ROM的8031或8032,需外擴(kuò)EPROM，此時(shí)必須將EA引腳接地。此引腳的第二功能是VPP是對(duì)8751片內(nèi)EPROM固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓一般12V21V的輸入端。3輸入/輸出端口P0/P1/P2/P3P0口P00P07，3932腳P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8位準(zhǔn)雙向I/O口。作為漏極開(kāi)路的

33、輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。當(dāng)P0口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器地址80H寫入全1,此時(shí)P0口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時(shí)要先寫1,這就是準(zhǔn)雙向口的含義。在CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0口分時(shí)提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。在此期間，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。P1口P10P17，18腳P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。P1口每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。在P1口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向P1口鎖存地址90H寫入全1,此時(shí)P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。P2口P20P27，2128腳P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。P口每位能

34、驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。在訪問(wèn)片外EPROM/RAM時(shí)，它輸出高8位地址。P3口P30P37，1017腳P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。P3口每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口與其它I/O端口有很大的區(qū)別，它的每個(gè)引腳都有第二功能，如下P30RXD串行數(shù)據(jù)接收。P31RXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送。P32INT0外部中斷0輸入。P33INT1外部中斷1輸入。P34T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的外部計(jì)數(shù)輸入。P35T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的外部計(jì)數(shù)輸入。P36WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通。P37RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通。312STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng)STC89C52系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源

35、，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會(huì)有定時(shí)控制需求，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等；也經(jīng)常要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。STC89C52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。313單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)P34MOSI67CK8RET9XALVNU位YHZPFWBU圖33單片機(jī)最小系統(tǒng)電

36、路圖圖33為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，單片機(jī)最小系統(tǒng)有單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時(shí)鐘，作用為給單片機(jī)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)的復(fù)位電路，按下復(fù)位按鍵之后可以使單片機(jī)進(jìn)入剛上電的起始狀態(tài)。圖中10K排阻為P0口的上拉電阻，由于P0口跟其他IO結(jié)構(gòu)不一樣為漏極開(kāi)路的結(jié)構(gòu)，因此要加上拉電阻才能正常使用。32數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管工作原理這里我們介紹8段數(shù)碼管的工作原理。8段數(shù)碼管又稱為8字型數(shù)碼管，分為8段A、B、C、D、E、F、G、DP。其中，DP為小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管常用的有10根管腳，每一段有一根管腳，另外兩根管腳為一個(gè)

37、數(shù)碼管的公共段，兩根之間相互連通。發(fā)光二極管的發(fā)光原理，我們已經(jīng)介紹過(guò)了，同理，8段LED數(shù)碼管，則是在一定形狀的絕緣材料上，利用不同形狀點(diǎn)劃的發(fā)光二極管組合，排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來(lái)顯示09的數(shù)字。從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽(yáng)兩種。圖34是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。圖34共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路在設(shè)計(jì)時(shí)，為了系統(tǒng)圖的美觀，我采用了6個(gè)數(shù)碼管組成的數(shù)碼管組，采用共陽(yáng)極接法。如圖35。Q12N390KR745VPFGEDCBAU位圖35系統(tǒng)數(shù)碼管電路33鍵盤模塊設(shè)計(jì)P102345/M

38、OSI67CK8RET9XALVNUSWB圖36鍵盤模塊電路圖本按鍵模塊使用的是多位獨(dú)立按鍵，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機(jī)的IO口都有內(nèi)部上拉，因此當(dāng)按鍵沒(méi)有按下的時(shí)候，IO檢測(cè)到的時(shí)候高電平，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，相當(dāng)于IO短接地，因此這時(shí)候單片機(jī)檢測(cè)到的電平為低電平，通過(guò)檢測(cè)不同時(shí)刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是那個(gè)按鍵。其中這四個(gè)按鍵分別代表功能按鍵，增加按鍵，減少按鍵，緊急情況按鍵，緊急情況按下的時(shí)候十字路口的交通燈皆會(huì)滅，用戶可以通過(guò)這些按鍵來(lái)設(shè)置交通燈的時(shí)間和進(jìn)行緊急情況使用。34蜂鳴器模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)還帶有緊急情況按鍵功能，用戶可以通過(guò)按鍵進(jìn)入緊急情況，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候燈全滅

39、蜂鳴器發(fā)響。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O口是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用三極管開(kāi)關(guān)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。本處選用的是8550三極管，它是一個(gè)PNP型的三極管，當(dāng)基極給低電平的時(shí)候三極管導(dǎo)通，這時(shí)候蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)給高電平的時(shí)候，三極管關(guān)閉，蜂鳴器不發(fā)聲。蜂鳴器模塊的電路圖如圖37所示。位Q圖37蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路圖35路燈指示電路在設(shè)計(jì)路燈時(shí)，采用了發(fā)光二極管代替路燈。先介紹一下二極管，見(jiàn)圖38。二極管工作原理是單向?qū)?，即只有正極電壓高于負(fù)極電壓某特定值時(shí)才會(huì)導(dǎo)通，而負(fù)極電壓高于正極電壓是不導(dǎo)通的。D1LE0KR23P648975V圖38發(fā)光二極管示意圖發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，導(dǎo)

40、通時(shí)會(huì)發(fā)光（發(fā)光二極管導(dǎo)通壓降一般為17V19V）。此外，工作電流要滿足該二極管的工作電流。發(fā)光二極管的正負(fù)極可以用萬(wàn)用表進(jìn)行判斷，把萬(wàn)用表?yè)苤炼O管檔或電阻擋，用兩個(gè)表筆分別接觸二極管的兩個(gè)引出腳。若發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，則與紅表筆相接的引出腳為正極。從外觀上看，發(fā)光二極管的正極引腳的長(zhǎng)度也比較長(zhǎng)。一般發(fā)光二極管與I/O端口之間都會(huì)再連接一個(gè)電阻，其作用在于限制通過(guò)二極管的電流，從而達(dá)到減少功耗或者滿足端口對(duì)最大電流的限制。一般發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流為5MA至10MA。路燈設(shè)計(jì)時(shí)我采用了紅、黃、綠三種發(fā)光二級(jí)管。如圖39所示。圖39路燈設(shè)計(jì)電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)初始化是否時(shí)間功

41、能按鍵按下設(shè)置選擇對(duì)應(yīng)顏色燈的時(shí)間設(shè)置是否時(shí)間功能按鍵按下緊急按鍵是否按下關(guān)閉數(shù)碼管和LED顯示，蜂鳴器發(fā)聲檢測(cè)按鍵是否松開(kāi)開(kāi)啟定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)并顯示相應(yīng)的倒數(shù)時(shí)間根據(jù)當(dāng)前時(shí)間顯示不同的顏色的燈根據(jù)按鍵增加或減少時(shí)間YYYYNNNN圖41系統(tǒng)流程圖42程序設(shè)計(jì)原理軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計(jì)基本定型后，也就基本上決定下來(lái)了。軟件任務(wù)分析環(huán)節(jié)是為軟件設(shè)計(jì)做一個(gè)總體規(guī)劃。從軟件的功能來(lái)看可分為兩大類一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量，計(jì)算，顯示，打印，輸出控制和通信等，另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)

42、系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。這兩類軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色，執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變?nèi)f化。軟件任務(wù)分析時(shí)，應(yīng)將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。在各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時(shí)，將要牽扯到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型問(wèn)題也一并規(guī)劃好。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以監(jiān)控程序了。首先根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)。相對(duì)來(lái)講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問(wèn)題。這如同當(dāng)一名操作工人比較容易，而當(dāng)一個(gè)廠長(zhǎng)就比較難了。軟件任務(wù)分析的另一個(gè)內(nèi)容是如何安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊。整個(gè)系統(tǒng)軟件可分為后臺(tái)程序（背景程

43、序）和前臺(tái)程序。后臺(tái)程序指主程序及其調(diào)用的子程序，這類程序?qū)?shí)時(shí)性要求不是太高，延誤幾十MS甚至幾百M(fèi)S也沒(méi)關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺(tái)程序中執(zhí)行；而前臺(tái)程序安排一些實(shí)時(shí)性要求較高的內(nèi)容，如定時(shí)系統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷）。也可以將全部程序均安排在前臺(tái)，后臺(tái)程序?yàn)椤笆瓜到y(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)”，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。5系統(tǒng)調(diào)試51硬件調(diào)試基于單片機(jī)的交通燈的電路較為復(fù)雜，對(duì)于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯(cuò)誤，則會(huì)對(duì)檢測(cè)造成很大的不便，而且電路的交線較多，對(duì)于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會(huì)刺破帶有包皮的導(dǎo)線，則會(huì)對(duì)電

44、路造成短路現(xiàn)象?；趩纹瑱C(jī)的交通燈的設(shè)計(jì)調(diào)試中遇到了很多的問(wèn)題?；叵脒@些問(wèn)題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的，以下為主要的問(wèn)題剛開(kāi)始畫好電路圖后，我用自己的方法制作的電路板，方法如下1、首先需要買個(gè)單面或者雙面覆好銅的板子，一般電子市場(chǎng)都是有賣的。2、把PCB板圖在電腦上畫好，在用噴墨打印機(jī)打印出來(lái)。（注意1、一定要采用噴墨的打印機(jī)2、在畫PCB板時(shí)焊盤和過(guò)孔一定要足夠大。）3、把電路板用美工刀切成需要的大小，在把剛剛用打印機(jī)打印出來(lái)的PCB圖紙放到銅板上用熨斗來(lái)回熨直到紙上面的碳膜被熨到銅板上。4、如果打印紙上沒(méi)有全部覆蓋到銅板上，我們就要用2B鉛筆把銅板上的線路修補(bǔ)一下。5、把修改好的銅板放到

45、腐蝕液中腐蝕就好了。6、把腐蝕好的銅板用橡皮檫檫掉銅板上面的碳膜，再用錫全部走一遍就好了。7、就是最后一步鉆孔了，有條件的可以用電動(dòng)鉆直接鉆孔。要不然就只有自己做一個(gè)手動(dòng)鉆來(lái)鉆了。8、焊上原件整個(gè)板子就全部完成了。其中，在第3步時(shí)候，可能由于熨斗熱度不夠，或者時(shí)間不夠，導(dǎo)致PCB圖紙多次，印不上銅板上。第7步驟時(shí)候，導(dǎo)致電路板多次虛焊，最終，感覺(jué)完成設(shè)計(jì)時(shí)，電路始終跑步起來(lái)。所以，最后，也不考慮自己的成本，就把自己的電路圖給廠家，讓廠家給做的電路板。最開(kāi)始的時(shí)候以為單片機(jī)IO口直接可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，后來(lái)調(diào)試的時(shí)候久久不能出聲音。解決經(jīng)過(guò)查找相關(guān)資料，知道蜂鳴器需要三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)，后來(lái)把三極管放

46、大器加上系統(tǒng)便可以正常工作。52軟件調(diào)試基于單片機(jī)的交通燈是多功能的數(shù)字型，所以對(duì)于它的程序也較為復(fù)雜,所以在編寫程序和調(diào)試時(shí)出現(xiàn)了相對(duì)較多的問(wèn)題。最后經(jīng)過(guò)多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件。在軟件的調(diào)試過(guò)程中主要遇到的問(wèn)題如下1當(dāng)用戶按下按鍵的時(shí)候，單片機(jī)讀取的數(shù)值跟設(shè)定的數(shù)值不對(duì)。解決重新檢查矩陣鍵盤電路的連接，重新建立一個(gè)新的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2在檢測(cè)到按鍵按下的時(shí)候，將某個(gè)I/O的狀態(tài)取反。由于這種抖動(dòng)的存在，使得我們的微控制器誤以為是多次按鍵的按下，從而將某個(gè)I/O的狀態(tài)不斷取反，這并不是我們想要的效果，假如該I/O控制著系統(tǒng)中某個(gè)重要的執(zhí)行的部件，那結(jié)果更不是我們所期待

47、的。于是乎有人便提出了軟件消除抖動(dòng)的思想，道理很簡(jiǎn)單抖動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度是一定的，只要我們避開(kāi)這段抖動(dòng)時(shí)期，檢測(cè)穩(wěn)定的時(shí)候的電平不就可以了嗎聽(tīng)起來(lái)確實(shí)不錯(cuò)，而且實(shí)際應(yīng)用起來(lái)效果也還可以。于是就像下面的偽代碼所描述的一樣。IF0IO_KEYENTERDELAYMS20IF0IO_KEYENTERRETURNKEYVALUEELSERETURNKEY_NULLWHILE0IO_KEYENTER步驟如下（1）如果有鍵按下了（2）先延時(shí)20MS避開(kāi)抖動(dòng)時(shí)期（3）是真的按下了，返回鍵值（4）然后再檢測(cè)，如果還是檢測(cè)到有鍵按下（5）是抖動(dòng)，返回空的鍵值（6）等待按鍵釋放乍看上去，確實(shí)挺不錯(cuò)，在實(shí)際的系統(tǒng)中，一般

48、是不允許這么樣做的。為什么呢首先，這里的DELAYMS20,讓微控制器在這里白白等待了20MS的時(shí)間，啥也沒(méi)干。其次WHILE0IO_KEYENTER所以合理的分配好微控制的處理時(shí)間，是編寫按鍵程序的基礎(chǔ)。原本是等待按鍵釋放，結(jié)果CPU就一直死死的盯住該按鍵，其它事情都不管了，那其它事情不干了嗎消除抖動(dòng)有必要嗎的確，軟件上的消抖確實(shí)可以保證按鍵的有效檢測(cè)。但是，這種消抖確實(shí)有必要嗎抖動(dòng)的出現(xiàn)即意味著按鍵已經(jīng)按下，盡管這個(gè)電平還沒(méi)有穩(wěn)定。所以只要我檢測(cè)到按鍵按下，即可以返回鍵值，問(wèn)題的關(guān)鍵是，在你執(zhí)行完其它任務(wù)的時(shí)候，再次執(zhí)行我的按鍵任務(wù)的時(shí)候，抖動(dòng)過(guò)程還沒(méi)有結(jié)束，這樣便有可能造成重復(fù)檢測(cè)。所以

49、，如何在返回鍵值后，避免重復(fù)檢測(cè)，或者在按鍵一按下就執(zhí)行功能函數(shù)，當(dāng)功能函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間小于抖動(dòng)時(shí)間時(shí)候，如何避免再次執(zhí)行功能函數(shù)，就成為我要考慮的問(wèn)題了。所以消除抖動(dòng)的目的是防止按鍵一次按下，多次響應(yīng)。53調(diào)試結(jié)果在調(diào)試過(guò)程中，遇到比較多的問(wèn)題是硬件方面的問(wèn)題，可能由于自己是軟件工程專業(yè)出身吧。在軟件調(diào)試時(shí)候，采用的一個(gè)模塊一個(gè)模塊的單獨(dú)調(diào)試，最后聯(lián)調(diào)的方式。經(jīng)過(guò)一系列的問(wèn)題查找后系統(tǒng)最終能正常工作，并完成所有的功能。結(jié)論畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次基于單片機(jī)的交通信號(hào)燈控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合

50、運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒(méi)有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過(guò)的零散的知識(shí)串到一起。經(jīng)過(guò)我長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)及調(diào)試，本系統(tǒng)基本能實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的交通燈的所有功能。不足之處有1硬件的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。2系統(tǒng)人性化還不足。我的綜合設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩

51、方面的內(nèi)容，通過(guò)這些我的硬件和軟件開(kāi)發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程和所要做的工作?；菊莆樟薖ROTEL99SE原理圖的方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過(guò)開(kāi)發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過(guò)程，使我對(duì)51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如LCD液晶，鍵盤等。并且我學(xué)會(huì)了分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。我的動(dòng)手能力得到了很大的提高，創(chuàng)新意識(shí)得到了鍛煉。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變

52、能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。從不知道畢業(yè)論文怎么寫，到順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，這些我在畢業(yè)論文結(jié)束語(yǔ)中都提起過(guò)。雖然，在這次設(shè)計(jì)中，存在諸多不足，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。參考文獻(xiàn)1彭偉單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例電子工業(yè)出版社2009年2吳運(yùn)昌模擬電子線路基礎(chǔ)廣州華南理工大學(xué)出版社，2004年3閻石數(shù)字電子技術(shù)基

53、礎(chǔ)北京高等教育出版社，1997年4張曉麗等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002年5馬忠梅等ARMSBITSEGA2P24SBITSEGB1P27SBITSEGB2P26SBITKEY_1P32SBITKEY_2P33SBITKEY_3P34SBITKEY_4P35SBITREDAP37SBITGREENAP20SBITYELLOWAP36SBITREDBP21SBITGREENBP23SBITYELLOWBP22SBITBEEPP10STATICUNSIGNEDCHARSEG_DAT0X30,0XF3,0XA4,0XA2,0X63,0X2A,0X28,0XB3,0X20,0X22,0XF

54、FUNSIGNEDINTT0COUNT0/定時(shí)器計(jì)數(shù)用UNSIGNEDCHARTIMENOW0/當(dāng)前數(shù)碼管上顯示的倒計(jì)時(shí)時(shí)間UNSIGNEDCHARTIMER20,TIMEY3/紅燈的時(shí)間，黃燈的時(shí)間UNSIGNEDCHARKEYCOUNT0/0表示正常顯示，1表示調(diào)整紅燈時(shí)間，2表示調(diào)整黃燈時(shí)間UNSIGNEDCHARFLAG0/0為豎著的是紅燈，1為橫著的是紅燈VOIDDELAYMSUNSIGNEDINTI/延時(shí)大約IMSUNSIGNEDINTX,YFORX0XTIMER/黃燈的時(shí)間不得大于紅燈的時(shí)間TIMEYTIMERDISPTIMEY/調(diào)整黃燈WHILEKEY_2IFKEY_30DEL

55、AYMS10IFKEY_30IFKEYCOUNT1TIMERIFTIMER255TIMER99DISPTIMER/調(diào)整紅燈ELSEIFKEYCOUNT2TIMEYIFTIMEYTIMER/黃燈的時(shí)間不得大于紅燈的時(shí)間TIMEYTIMERDISPTIMEY/調(diào)整黃燈WHILEKEY_3IFKEY_40DELAYMS10IFKEY_40P00XFFP10X00P20XFFP30XFFWHILEKEY_4VOIDMAINVOIDTMOD0X01/定時(shí)器工作模式1TH06553650000/256/單次計(jì)時(shí)時(shí)間為50MSTL06553650000256TR01/計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)ET01/開(kāi)啟計(jì)數(shù)器0中斷

56、EA1/開(kāi)總中斷TIMENOWTIMERWHILE1KEY_SCANBEEP1IFKEYCOUNT0DISPTIMENOWIFFLAG0/A豎著的是紅燈，B橫著的是綠燈REDA0YELLOWA1GREENA1IFTIMENOWTIMEY/綠燈時(shí)間REDB1YELLOWB1GREENB0ELSE/黃燈時(shí)間REDB1YELLOWB0GREENB1ELSEREDB0YELLOWB1GREENB1IFTIMENOWTIMEY/綠燈時(shí)間REDA1YELLOWA1GREENA0ELSE/黃燈時(shí)間REDA1YELLOWA0GREENA1ELSEIFKEYCOUNT1DISPTIMER/調(diào)整紅燈ELSEIFK

57、EYCOUNT2DISPTIMEY/調(diào)整黃燈/T0中斷函數(shù)/VOIDTIMER0VOIDINTERRUPT1/計(jì)數(shù)器0中斷TH06553650000/256/重裝初值TL06553650000256T0COUNTIFT0COUNT20/當(dāng)TOCOUNT20時(shí)，表示計(jì)時(shí)1ST0COUNT0/清零TIMENOWIFTIMENOW255TIMENOWTIMERFLAGFLAG/換行外文資料8BITMICROCONTROLLERWITH8KBYTESFLASHSTC89C52FEATURESCOMPATIBLEWITHMCS51PRODUCTS8KBYTESOFINSYSTEMREPROGRAMMAB

58、LEFLASHMEMORYENDURANCE1,000WRITE/ERASECYCLESFULLYSTATICOPERATION0HZTO24MHZTHREELEVELPROGRAMMEMORYLOCK256X8BITINTERNALRAM32PROGRAMMABLEI/OLINESTHREE16BITTIMER/COUNTERSEIGHTINTERRUPTSOURCESPROGRAMMABLESERIALCHANNELLOWPOWERIDLEANDPOWERDOWNMODESDESCRIPTIONTHESTC89C52ISALOWPOWER,HIGHPERFORMANCECMOS8BITMI

59、CROCOMPUTERWITH8KBYTESOFFLASHPROGRAMMABLEANDERASABLEREADONLYMEMORYPEROMTHEDEVICEISMANUFACTUREDUSINGHIGHDENSITYNONVOLATILEMEMORYTECHNOLOGYANDISCOMPATIBLEWITHTHEINDUSTRYSTANDARD80C51AND80C52INSTRUCTIONSETANDPINOUTTHEONCHIPFLASHALLOWSTHEPROGRAMMEMORYTOBEREPROGRAMMEDINSYSTEMORBYACONVENTIONALNONVOLATILEM

60、EMORYPROGRAMMERBYCOMBININGAVERSATILE8BITCPUWITHFLASHONAMONOLITHICCHIP,THESTC89C52ISAPOWERFULMICROCOMPUTERWHICHPROVIDESAHIGHLYFLEXIBLEANDCOSTEFFECTIVESOLUTIONTOMANYEMBEDDEDCONTROLAPPLICATIONSPINCONFIGURATIONSBLOCKDIAGRAMPINDESCRIPTIONVCCSUPPLYVOLTAGEGNDGROUNDPORT0PORT0ISAN8BITOPENDRAINBIDIRECTIONALI/

61、OPORTASANOUTPUTPORT,EACHPINCANSINKEIGHTTTLINPUTSWHEN1SAREWRITTENTOPORT0PINS,THEPINSCANBEUSEDASHIGHIMPEDANCEINPUTSPORT0CANALSOBECONFIGUREDTOBETHEMULTIPLEXEDLOWORDERADDRESS/DATABUSDURINGACCESSESTOEXTERNALPROGRAMANDDATAMEMORYINTHISMODE,P0HASINTERNALPULLUPSPORT0ALSORECEIVESTHECODEBYTESDURINGFLASHPROGRAM

62、MINGANDOUTPUTSTHECODEBYTESDURINGPROGRAMVERIFICATIONEXTERNALPULLUPSAREREQUIREDDURINGPROGRAMVERIFICATIONPORT1PORT1ISAN8BITBIDIRECTIONALI/OPORTWITHINTERNALPULLUPSTHEPORT1OUTPUTBUFFERSCANSINK/SOURCEFOURTTLINPUTSWHEN1SAREWRITTENTOPORT1PINS,THEYAREPULLEDHIGHBYTHEINTERNALPULLUPSANDCANBEUSEDASINPUTSASINPUTS

63、,PORT1PINSTHATAREEXTERNALLYBEINGPULLEDLOWWILLSOURCECURRENTIILBECAUSEOFTHEINTERNALPULLUPSINADDITION,P10ANDP11CANBECONFIGUREDTOBETHETIMER/COUNTER2EXTERNALCOUNTINPUTP10/T2ANDTHETIMER/COUNTER2TRIGGERINPUTP11/T2EX,RESPECTIVELY,ASSHOWNINTHEFOLLOWINGTABLEPORT1ALSORECEIVESTHELOWORDERADDRESSBYTESDURINGFLASHP

64、ROGRAMMINGANDVERIFICATIONPORT2PORT2ISAN8BITBIDIRECTIONALI/OPORTWITHINTERNALPULLUPSTHEPORT2OUTPUTBUFFERSCANSINK/SOURCEFOURTTLINPUTSWHEN1SAREWRITTENTOPORT2PINS,THEYAREPULLEDHIGHBYTHEINTERNALPULLUPSANDCANBEUSEDASINPUTSASINPUTS,PORT2PINSTHATAREEXTERNALLYBEINGPULLEDLOWWILLSOURCECURRENTIILBECAUSEOFTHEINTE

65、RNALPULLUPSPORT2EMITSTHEHIGHORDERADDRESSBYTEDURINGFETCHESFROMEXTERNALPROGRAMMEMORYANDDURINGACCESSESTOEXTERNALDATAMEMORIESTHATUSE16BITADDRESSESMOVXDPTRINTHISAPPLICATION,PORT2USESSTRONGINTERNALPULLUPSWHENEMITTING1SDURINGACCESSESTOEXTERNALDATAMEMORIESTHATUSE8BITADDRESSESMOVXRI,PORT2EMITSTHECONTENTSOFTH

66、EP2SPECIALFUNCTIONREGISTERPORT2ALSORECEIVESTHEHIGHORDERADDRESSBITSANDSOMECONTROLSIGNALSDURINGFLASHPROGRAMMINGANDVERIFICATIONPORT3PORT3ISAN8BITBIDIRECTIONALI/OPORTWITHINTERNALPULLUPSTHEPORT3OUTPUTBUFFERSCANSINK/SOURCEFOURTTLINPUTSWHEN1SAREWRITTENTOPORT3PINS,THEYAREPULLEDHIGHBYTHEINTERNALPULLUPSANDCANBEUSEDASINPUTSASINPUTS,PORT3PINSTHATAREEXTERNALLYBEINGPULLEDLOWWILLSOURCECURRENTIILBECAUSEO