單片機(jī)的交通燈控制的設(shè)計(jì)

1、烏魯木齊職業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）系 （院）： 信息工程學(xué)院 專 業(yè) ： 電子信息工程 班 級(jí) ： 1007班 學(xué)生姓名 ： 盧丹 學(xué) 號(hào) ： 課 題 ： 單片機(jī)的交通燈控制的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 ： 況喻 2013年 4 月10日目錄引言 .21 課題背景與方案設(shè)計(jì).3 1.1 交通燈研究的背景和意義.3 1.2 總體設(shè)計(jì)方案.42 單片機(jī)概述.5 2.1 單片機(jī)的發(fā)展歷程.5 2.2 單片機(jī)的特點(diǎn).5 2.3 ATSC51單片機(jī)簡(jiǎn)介.63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).7 3.1 系統(tǒng)總框圖.7 3.2 控制流程分析.8 3.3 時(shí)鐘電路.8 3.4 復(fù)位電路.9 3.5 顯示電路.10 3.5.1 L

2、ED數(shù)碼管顯示器.10 3.5.2 共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管.10 3.5.3 數(shù)碼管共陰與共陽(yáng)的驅(qū)動(dòng)電路.12 3.6 電路原理圖.13 3.6.1 原理圖.13 3.6.2 整體電路連接.144 控制器軟件流程圖.14 4.1 主程序流程圖.145 程序源代碼.176 程序運(yùn)行仿真圖.207 實(shí)物拍攝.22結(jié)論.23致謝 .24參考文獻(xiàn).25單片機(jī)的交通燈控制的設(shè)計(jì)摘 要: 隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。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)軟硬件結(jié)合，加以

3、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(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51和可編程并行I/O接口芯片8255A為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過(guò)8051芯片的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號(hào)通過(guò)PA口輸出，顯示時(shí)間直接通過(guò)8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；綠燈時(shí)間可檢測(cè)車流量并可通過(guò)雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，交通燈，闖紅燈，數(shù)碼管，檢測(cè)車流量引 言

4、: 隨著人口的快速增多，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，而人類的生活、工作環(huán)境中，交通扮演者極其重要的角色，人們的出行都無(wú)時(shí)不刻與交通打著交道。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了汽車數(shù)量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從而導(dǎo)致交通問(wèn)題日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，對(duì)人類生命安全造成極大威脅；交通擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致出行時(shí)間增加，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見(jiàn)慣而又不得不忍受的問(wèn)題，在這種背景下，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。隨著

5、電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)交通燈進(jìn)行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。顯然，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已

6、經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。1 課題背景與方案設(shè)計(jì)1.1 交通燈研究的背景和意義隨著社會(huì)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。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問(wèn)題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)檢測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 交通燈是城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的命脈，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十分重要的作用。城市交通問(wèn)題是困擾城市發(fā)展、制約城市經(jīng)濟(jì)將設(shè)的重要因素。城市道路增長(zhǎng)的有限與車輛增加的無(wú)限這一對(duì)矛盾事故導(dǎo)致城市交通擁擠的根本原因。城市街道網(wǎng)絡(luò)上的交通容量的不斷增加，

7、表明車輛對(duì)道路容量的要求仍然很高，短期內(nèi)還不可能改變。自從開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后，不管在控制硬件里取得什么樣的實(shí)際發(fā)展，交通控制領(lǐng)域的控制邏輯方面始終沒(méi)能取得重大突破。 可以肯定的說(shuō)，對(duì)于減輕交通擁塞及其副作用特別是對(duì)于大的交通網(wǎng)絡(luò)而言，仍然缺乏一種真正的交通響應(yīng)控制策略。計(jì)算機(jī)硬件能力與控制軟件能力很不相符，由此造成的影響是很多交通控制策略根本不能實(shí)現(xiàn)。在少數(shù)幾個(gè)例子中，一些新的控制策略確實(shí)能得以實(shí)現(xiàn)，但他們卻沒(méi)能對(duì)早期的控制策略進(jìn)行改進(jìn)。由于缺乏能提高交通狀況、特別是缺乏擁塞網(wǎng)絡(luò)交通狀況的實(shí)時(shí)控制策略，幾乎可以說(shuō)真正成熟的控制策略仍然不存在。智能化和集成化是城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

8、和研究前沿，而針對(duì)交通系統(tǒng)規(guī)模復(fù)雜性特征的控制結(jié)構(gòu)和針對(duì)城市交通瓶頸問(wèn)題并代表智能決策的阻塞處理則是智能交通控制優(yōu)化管理的關(guān)鍵和突破口。因此，研究基于智能集成的城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)膶W(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。把智能控制引入到城市交通控制系統(tǒng)中，未來(lái)的城市交通控制系統(tǒng)才能適應(yīng)城市交通的發(fā)展。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，該研究具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。1.2 總體設(shè)計(jì)方案在城市道路中有大量的平面交叉路口，它們是交通流的匯集點(diǎn)和分流點(diǎn)。正是由于這些交叉路口的存在，才形成了四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)，而平面交叉路口又往往是事故高發(fā)地帶。本設(shè)計(jì)模擬的是十字路口方案，即一主干道（南北方向），一從干道（東西方向）的路口(1)。如圖1-

9、1。北東南西圖1-1 十字形路口本系統(tǒng)需要采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51作為中心器件，設(shè)計(jì)交通燈控制器實(shí)現(xiàn)：直行紅綠燈、左轉(zhuǎn)紅綠燈的顯示以及紅綠燈轉(zhuǎn)換倒計(jì)時(shí)顯示。具體通行設(shè)計(jì)方案：第一階段：初始運(yùn)行開(kāi)始，南北方向直行綠燈亮，左轉(zhuǎn)燈紅燈亮，東西方向直行與左轉(zhuǎn)燈紅燈亮。數(shù)碼管40秒倒計(jì)時(shí)，此時(shí)行人可通過(guò)東西路。第二階段：倒計(jì)時(shí)結(jié)束，紅綠燈變換時(shí)間間隔為一秒。南北方向左轉(zhuǎn)綠燈亮，直行燈紅燈亮，東西方向直行與左轉(zhuǎn)燈紅燈亮。數(shù)碼管20秒倒計(jì)時(shí)，行人禁行。第三階段：倒計(jì)時(shí)結(jié)束，紅綠燈變換時(shí)間間隔為一秒。東西方向直行綠燈亮，左轉(zhuǎn)燈紅燈亮，南北方向直行與左轉(zhuǎn)燈紅燈亮。數(shù)碼管40秒倒計(jì)時(shí)，此時(shí)行人可通過(guò)

10、南北路。第四階段：倒計(jì)時(shí)結(jié)束，紅綠燈變換時(shí)間間隔為一秒。東西方向左轉(zhuǎn)綠燈亮，直行燈紅燈亮，南北方向直行與左轉(zhuǎn)燈紅燈亮。數(shù)碼管20秒倒計(jì)時(shí)，行人禁行。倒計(jì)時(shí)結(jié)束。返回第一階段繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行過(guò)程中可通過(guò)復(fù)位電路開(kāi)關(guān)將運(yùn)行狀態(tài)復(fù)位至第一階段初始狀態(tài)。2 單片機(jī)概述2.1 單片機(jī)的發(fā)展歷程 以8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個(gè)階段： 第一階段（1976-1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有Motorola 、Zilog，都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單機(jī)片”一詞即由此而

11、來(lái)。第二階段（1978-1982）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段。Intel公司在MCS-48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有很多機(jī)通信功能的串行通信接口。 CPU外圍功能單元的集中管理模式(2)。 體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。 指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段第三階段第三階段第三階段（1982-1990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階

12、段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。隨著MCS-51系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競(jìng)相使用80C51為內(nèi)核，將許多測(cè)控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道A/D轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。第四階段第四階段第四階段第四階段（1990現(xiàn)在）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。2.2 單片機(jī)的特點(diǎn)（1）性價(jià)比高，

13、開(kāi)發(fā)周期短，易于產(chǎn)品化，（2）集成度高，可靠性好，抗干擾性強(qiáng)，（3）功能完善，接口多樣，（4）低功耗、低電壓 一般電源供電電壓在53V范圍內(nèi)單片機(jī)都能正常工作，供電的下限12V。（5）總線多樣，易于擴(kuò)展單片機(jī)外部的典型三總線結(jié)構(gòu),方便系統(tǒng)構(gòu)擴(kuò)展,構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。外部總線增加了I2C及SPI等串行總線方式, 可根據(jù)需要進(jìn)行并行或者串行擴(kuò)展。2.3 ATSC51單片機(jī)簡(jiǎn)介 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總

14、線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：中央處理器中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2-1(3).圖2-1 MCS-51結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1

15、系統(tǒng)總框圖圖 3-1 系統(tǒng)框圖3.2 控制流程分析（1）東西、南北方向提醒信號(hào)燈變化的各倒計(jì)時(shí)顯示只需要同一種倒計(jì)時(shí)顯示配合信號(hào)燈的變化即可起到警示過(guò)往車輛的功能。在現(xiàn)實(shí)中共有東西南北四個(gè)方向共有四個(gè)倒計(jì)時(shí)顯示的數(shù)碼管。模擬電路中，為了節(jié)省花費(fèi)我們只設(shè)置了一個(gè)數(shù)碼管顯示。而如果需要其余三個(gè)數(shù)碼管只需并聯(lián)按照與此數(shù)碼管相同的接法接到相應(yīng)端口即可。（2）東西、南北方向信號(hào)燈控制是中心對(duì)稱的，即兩側(cè)系統(tǒng)對(duì)同方向的信號(hào)燈控制是同步的。模擬電路中，我們同一方向只設(shè)置了一組信號(hào)燈，即可實(shí)現(xiàn)模擬的功能。現(xiàn)實(shí)中需要同一方向另一組信號(hào)燈的時(shí)候。只需要并聯(lián)按照前一組信號(hào)燈的接法接入電路相應(yīng)端口即可。3.3 時(shí)鐘電

16、路時(shí)鐘電路一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成。可以簡(jiǎn)單定義如下： （1）就是產(chǎn)生像時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。 （2）任何工作都按時(shí)間順序。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。單片機(jī)運(yùn)行需要時(shí)鐘支持就像計(jì)算機(jī)的CPU一樣，如果沒(méi)有時(shí)鐘電路來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)單片機(jī)，那單片機(jī)就不能執(zhí)行程序。單片機(jī)可以看成是在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下的時(shí)序邏輯電路。時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟,它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。CPU就是通過(guò)復(fù)雜的時(shí)序電路完成不同的指令功能的。MCS5l的時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式產(chǎn)生:一種是內(nèi)部方式,利用芯片內(nèi)部的振蕩電路,產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào);另一種為外部方式,時(shí)鐘信號(hào)由外部引入。分別如圖所示(4)。圖3-2 內(nèi)部時(shí)鐘

17、方式 外部時(shí)鐘方式ATSC51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片引腳XTAL1,輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖3-3所示（C1、C2大小一般為30pF）。圖3-3 時(shí)鐘電路3.4 復(fù)位電路單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。RESET/Vpd是復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它

18、專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失(5)。圖3-4 上電自動(dòng)復(fù)位 手動(dòng)復(fù)位電路3.5 顯示電路3.5.1 LED數(shù)碼管顯示器顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示器動(dòng)態(tài)倒計(jì)時(shí)顯示?，F(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。但是其成本比較高，二位一體數(shù)碼管顯示器成本低廉，且易于控制，制作方便

19、。我們選用二位一體數(shù)碼管用于倒計(jì)時(shí)顯示。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。

20、在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。3.5.2 共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管數(shù)碼管分共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管。數(shù)碼管分共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管。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3-5例舉的是共陽(yáng)極的LED數(shù)碼管，共陽(yáng)就是7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的正。LED數(shù)碼管原理圖示意(6)：圖3-5 引腳示意圖 從上圖可以看出，要是數(shù)碼管

21、顯示數(shù)字，有兩個(gè)條件：1、是要在VT端（3/8腳）加正電源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低電平或“0”電平。這樣才能顯示的。  共陽(yáng)極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖圖3-6所示(7)： 圖3-6 共陽(yáng)極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖圖3-7：圖3-7 共陰極LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖以下為如何測(cè)試數(shù)碼管是共陰極還是共陽(yáng)極的方法。首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百歐的也行）的電阻，VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的，找到一個(gè)就夠了，然后GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的

22、腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽(yáng)的。也可以直接用數(shù)字萬(wàn)用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極(8)。3.5.3 數(shù)碼管共陰與共陽(yáng)的驅(qū)動(dòng)電路如果想使得數(shù)碼管亮，在實(shí)際操作中需要接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。 共陰極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路（圖A）以及共陽(yáng)極數(shù)碼管（圖B）的驅(qū)動(dòng)電路。分別如下圖3-8(9)。 圖A 圖B圖3-8 共陰/陽(yáng)極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路3.6 電路原理圖3.6.1 原理圖(10)3.6.2 整體電路連接(11)圖3-10 整體電路連接其中各LED燈分別為：D1代表南北方向直行的綠燈。D2代表

23、南北方向直行的紅燈。D3代表南北方向左轉(zhuǎn)的綠燈。D4代表南北方向左轉(zhuǎn)的紅燈。D5代表東西方向直行的綠燈。D6代表東西方向直行的紅燈。D7代表東西方向左轉(zhuǎn)的綠燈。D8代表東西方向左轉(zhuǎn)的紅燈。4 軟件流程圖4.1主程序流程圖(12)開(kāi)始初始化等待盤事件鍵鍵盤事件處理顯示程序處理5 程序源代碼#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39

24、,0x5e,0x79,0x71;/數(shù)碼管碼表(13)#define status1 0x56#define status2 0x59#define status3 0x6a#define status4 0x9a#define seg1 0xfe#define seg2 0xfduint tt,displaytime;int time;uchar nodisplay_flag; void delay(uint);/延時(shí)函數(shù)聲明void display(uint);/LED顯示函數(shù)聲明void init();/單片機(jī)初始化函數(shù)聲明void main() init();while(1)/大循環(huán) i

25、f(tt=20) tt=0;nodisplay_flag=0;time-;if(time>=83)&&(time<=123) P1=status1; displaytime=time-83; if(time>=62)&&(time<=82) P1=status2; displaytime=time-62; if(time>=21)&&(time<=61) P1=status3; displaytime=time-21;if(time>=0)&&(time<=20) P1=status

26、4; displaytime=time; if(time=0) time=124;if(nodisplay_flag!=1) display(displaytime);void delay(uint z) /延時(shí)函數(shù)延時(shí)大約Z毫秒 uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=120;y>0;y-); void display(uint x) /顯示 P0=0xff; P2=tablex/10; P0=seg1; delay(5); P0=0xff; P2=tablex%10; P0=seg2; delay(5); void init() /初始化函數(shù) tt=0;no

27、display_flag=1;time=124;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1;P0=0xff; void timer0() interrupt 1/定時(shí)中斷周期50MS TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;tt+; 6 程序運(yùn)行仿真圖(14)圖6-1 第一階段圖6-2 第二階段圖6-3 第三階段圖6-4 第四階段7 實(shí)物拍攝(15) 7-1 LED交通指示燈 7-2 LED交通信號(hào)燈結(jié)論本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)十字形路口，通過(guò)充分利用了A

28、TSC51芯片的I/O引腳來(lái)完成交通燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)ATSC51來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能通過(guò)單片機(jī)的P1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能以及紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我不斷的翻閱資料，通過(guò)一次次的努力，終于將這次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，不僅

29、知識(shí)上得到一個(gè)很大的提升，同時(shí)心里的成就感也不由而生。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析、實(shí)際動(dòng)手能力和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉，同時(shí)也使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是C語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先要感謝的使我們的指導(dǎo)