毕业设计--智能交通信号灯设计 - 图文(8)

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图3-5七段位数码管的工作原理图

七段位数码管是一种比较常见的半导体的通电后能够变亮的器件，大街小巷均可见到它的身影，实际上它的基本组成部分是一段又一段的普通发光二极管。分段式数码管是由按照一定的规律散步在一个平面上的许多段发光的笔划所构成。它的基本结构是 PN 结，即采用普通发光二极管的点亮来形成字型来显示数字。这种数码管上的每一个线段都是一个发光二极管，所以它们也被称为也称七段位数码管。其中，如若是共阳极数码管的话，在实际的使用时我们应将公共的端口连接到正5伏的高电平，需要哪一个字段点亮，只需将发光二极管的某一字段的阴极端送低电平。然而如果，某一字段的阴极接收的电平为高电平时，那么它的对应字段就不能点亮。代码与显示段的对应关系如下表3-3所示。

代码位 显示段 D7 dp D6 g 表3-3 代码与显示段的对应关系 D5 D4 D3 D2 f e d c D1 b D0 a 数码管的每一段发光二极管被点亮时，仅仅要求5毫安左右的电流，但是电流不能够太大，不然的话，会毁坏发光二极管。因为单片机的输入或者输出端口不能够输送出这么巨大的电流量，因而数码管与单片机连接中间需要附带有驱动电路，也可以采取上拉电阻的方式抑或是使用专门的驱动芯片。为此，我们可以选用74HC573芯片，它的内部具有4 线BCD 输入，并且还有上拉电阻。

由于显示的倒计时是双位数，我们可以选用共阴极的双位数码管来实现。双位数码管在单位数码管的基础上增加了一个数码管，它的引脚A-DP为公用的引脚，这是一个共阴极双位的数码管，它的接地端GND端口有两个引脚，它们可以分别地接一个I/O端口实现动态扫描，实现逐位的进行显示。数码管是利用人类眼睛的视觉暂留效应，足以满足现实的显示数字的需要。我们采用这种显示方式既可以节约功耗，同样又可以达到很好的显示效果。

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3.3.2.2 LED彩灯

路口的红绿灯我们可以采用LED彩灯来实现，它的主要特点是功耗低、可靠性高、易于使用。它是通过LED的阵列来组成各种不同颜色不同形状的显示图形，可以达到显示允许同性禁止通行等不同的交通信息提示。

由此，在路口的控制部分、显示部分已经分配完成，路口的交通控制示意图可由下图3-6所示。

图3-6十字路口的交通示意图

3.3.3电源部分的设计

输出电压在经过整流滤波后，尽管它的波动程度非常细微，但这会招致输出电压极端地不正常。究其原因，首先，当交流电源电压发生一定程度的波动时，输出直流电压会随之而产生一定的波动。其次，当负载发生变化时，作用在变压器和整流电路错误！未找到引用源。等内部的电阻上的压降会发生变化，从而输出直流电压也会随之改变。输出的直流电压如果不稳定，对于设备的正常工作来说是十分不利的。因而为避免供电的各种不稳定的发生，我们必须采用稳压电路。

经过考虑，我认为电源部分的工作原理图如下图3-7所示：

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图3-7电源部分工作原理图

为解决这一重要问题，经过查阅资料，我认为可以采用固定三端稳压器错误！未找到引用源。来解决这一问题。它是采用串联型稳压电路，顾名思义，它的输出电压是恒定的，这对于系统的正常运行是十分重要的，固定三端的稳压器在类别上属于固定三端稳压电路，因此它的工作过程与串联型稳压电路相似。它整体被线性地综合地位于稳压器中，因为三个端子的稳压器只存在三个能够导出来的接口，并且它的外部接通的元器件非常地少，使用起来特别地便利，而且它功能上比较稳固，购买时比较便宜，正是因为这些其他芯片所不具有的长处，从而被大量地采用。通过进一步地进行查阅资料，我们得知三端稳压器的通用产品有78系列（正电源），输出电压因型号的不同而变化，常用的有5伏和24伏等各种不同的档位。输出电流则以数字后面的英文字母来分别，L表示0.1安培,M表示0.5安培，无字母则表示1.5安培。在我设计的系统中，我需要的是一个双向直流稳压电源，这个电源能够输出正、负电压的。再加上单片机的正常工作电压的要求是+5V，而且当输出的电流达到1安培时可以达到需要。这样的话我选择的型号分别是LM7805错误！未找到引用源。。它们的具体参数是作为滤波电路的电容均采取1000ｕF。

由于进行整流的电路输出的电压还会有一定水平的动摇，因此我们必须要在进行整流操作后进行滤波操作。因此，我们选择的电容分别为：电容C1 、电容C3均采用1000 ｕF，它们均是能够耐压50V的电容。而电容C2、电容C4均是防震电容，因此在使用集成稳压器时，需要它们能够提高电源的稳压性能，并且能够减小输出波纹，它们的主要作用是调整集成稳压器的内部的电路，因此我们选取它们为防震电容，并且使它们的电容值取得很小。一般来说，我们选取为0.1微法的电容即可。因此我们选取电容C2、电容C4均为0.1ｕF。电源电路的设计图如图3-8所示。

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图3-8 单片机供电电路设计图

3.3.4“看门狗”技术和掉电保护在系统中的应用

在实际的工作过程中，由于设备的工作环境会不尽相同，设备可能会面临比较复杂的天气状况抑或是其他各种因素的影响，再加上单片机本身的抵抗各种干扰的才能相当的差，由此会造成内部程序的一直在一个错误的程序上不同的循环，这个过程我们称之为死循环。由此单片机可能会呈现出由于受到外部的打扰干扰而造成机器卡住的现象，导致系统不可以按照常规执行任务，这将严重影响社会秩序的正常运转，造成交通混乱，甚至会造成交通事故的发生，我们应当尽自己所能，在设备的研发或者是调试运行阶段想办法避免这种情况的发生。为了避免单片机产生死机的景象，而且同时增强单片机自身系统的抵抗外界打扰的才能，我们可以使用单片机AT89S52自身带有的“看门狗错误！未找到引用源。（WDT）”功能。我们可以采用“软件看门狗”来实现这个功能，与其他的方式相比，它的最突出的优点是它根本不需要外部的硬件电路，这样的话使用起来比较便宜。然而，如果所用的单片机片内的定时器/计数器已经被其他程序所占用了，我们就需要考虑其他的设计方式了。具体的对于看门狗的控制都体现在了后面的程序部分。

3.4本章小结

本章采用的是信号传输的先后顺序讲述了单片机硬件电路的各个主要的组成部分，在实际的接线中还要具体考虑单片机与上位机的通讯功能以及为了保证单片机传输信号的稳定性所采用的各种不同的芯片，由于篇幅有限没有全部进行介绍，具体接线方法在图纸中有具体的体现。

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第4章单片机程序的设计

为了进行单片机程序的设计，我准备使用Keil ｕVision2错误！未找到引用源。这个软件进行程序的书写，其中程序是用C语言编制，其中使用了RTX—51 Tiny的实时多任务操作系统。

4.1 建立项目

我们知道，无论是什么软件，首先都是要新建一个文件的。但是keil软件的操作确实稍有不同。具体操作步骤如下：

（1）打开Keil ｕVision2软件，选择“project→new→ｕVision project”，输入新建的项目的名字。在弹出的对话框中选择ATMEL公司的89S52芯片，如下图4-1所示。

图4-1 选择芯片

（2）进行设置，执行“project→option for target ‘target1’”,弹出对话框，在target的选项卡中打开Operaing下拉菜单，从中选择R …… 此处隐藏：1726字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……