基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现(4)

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图3.1 单片机电路引脚图

为了实现单片机的同步工作，系统必须有唯一的时钟信号，并在这个时钟信号下严格的按时序进行状态转换和工作。这个时钟信号可以外部时钟也可以芯片自带的时钟信号。这种时钟信号由时钟电路提供。在本系统中，在STC89C51单片机XTAL1和XTAL2之间接的是晶振频率为12MHz的晶振。机器周期是晶振频率的十二分频，所以机器周期为1us。适当编写程序，则可以定时1ms或者1s的时间。

单片机与计算机相同，都有可能会出现故障死机或断电的情况，这时候则需要和计算机一样有一个复位键将系统重启，单片机的复位电路也是使CPU和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态。实现复位的条件就是RST引脚输入持续2次机器周期的高电平。复位后PC=0000H，即是从新从程序存储器的第1个单元取指令进行译码。若持续高电平则会循环复位。

按键复位和上电自动复位是复位电路经常采用的两种不同的方式。本系统所使用的是按键复位。按键在其余4个按键的中间，接芯片的RST引脚。按键瞬间RST引脚端电位与Vcc一致，随着电容C1的充电，充电电流的减少，导致RST引脚的高电位下降。只要RST引脚的高电位能够保证在2个机器周期以上，单片机就会进行复位操作，使系统复位。上电复位则要求接上电源之后能够自动实现系统的复位，原理相同，不再赘述。单片机最小系统原理图如图3.2

所示：

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毕业设计

图3.2 单片机最小系统原理图

3.5 LED显示

发光二极管简称为LED。它是一种半导体二极管。它的可见光是由空穴和电子结合时辐射而出的，因此它可以把电能转化为光能。主要由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）等化合物制成这种半导体二极管。三极管具有2个PN结，而发光二极管是由一个PN结组成的，它具有单向导电性。正向压降低，反向压降则要相对高得多。它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。因此它也是非常有发展前景的绿色照明光源。它的功耗低，寿命长，辐射低的特点使其得到了广泛的应用。不仅如此，它的光效率高，亮度大，同时可以回收利用的优点也使它成为非常受瞩目的新一代光源。它的运用简单，信号稳定，所以选择发光二极管作为我们

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小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长且价格低廉等优点，非常适合单片机交通灯系统的模拟交通灯。连接时也要注意LED灯的单相导电性，接反将会导致交通灯无法正常使用。模拟交通灯利用发光二极管来显示不同颜色的信号指示灯。LED灯如图3.3所示：

图3.3 LED灯显示电路

3.6数码管显示

数码管是一种半导体发光器件，在单片机系统中运用广泛，可以显示单片机的工作状态。就如同本系统中的数码管用来显示红绿黄灯状态的持续时间和跳转时间，是人机对话非常重要的输出设备。其基本单元是发光二极管。

数码管显示是分段实现的，通过点亮不同段来显示不同的数字。其中按段数分为七段LED数码管和八段LED数码管，其中八段LED数码管比七段LED数码管多了一个LED灯在右下角作为数字的小数点。

数码管按结构还可分为共阴极数码管和共阳极数码管。在此系统中所采用的则是八段共阳极数码管结构。八个LED灯构成的共阳极数码管是将所有LED灯的阳极连接在一起接在高电平上作为公共控制端。阴极作为“段”的控制端，当其中一“段”的控制端接低电平时，该段对应的发光二极管就会点亮。通过点亮不同的段从而显示出各种数字。本系统的共阳极数码管的公共控制端接到+5V高电平上。共阴数码管是指将LED

灯的阴

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极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，与阳极不同的是要接在低电平阴极上。而阳极作为段选端，要点亮某段时则需要输入高电平。

LED数码管的显示方式可以分为静、动态显示两种。虽然静态显示相对于动态显示用较小的电流就能使数码管的亮度加强、CPU运算时间少，编程也更简便，节省存储空间且显示便于检测和控制。但其占用的I/O口太多，只适合少位数码管使用。不适合此系统，所以选用动态显示，下面重点介绍数码管的动态显示。

此系统用动态显示方式点亮4个2位数码管，各个共阳极数码管相应的段选控制端并联在一起由P0口控制，并用驱动器驱动。各位数码管的公共端，也称为“位选端”由单片机的P1口控制。数码管显示如图3.4所示：

图3.4 数码管显示