1、目錄1 系統設計51.1 設計要求51.2 硬件設計部分51.2.1 交通燈系統電路51.2.2 單片機最小系統電路（見附錄1）61.2.3 復位電路61.2.4 晶振電路61.2.5 74hc573的功能（見附錄2）71.2.6 發光二極管81.2.7 數碼管82 軟件設計（見附錄3）93 電路原理圖的制作93.1電路原理圖的設計93.2 pcb的制作10結 論13參 考 文 獻14摘要本次設計系統有交通燈設置電路、單片機、顯示電路等構成。信號燈控制的實現是通過電路與c語言程序的結合來完成，其中信號燈的模擬采用了發光二極管，發光二極管有熄滅、點亮和閃爍三種信號，其中閃爍信號的產生運用了延時程

2、序來實現，而時間倒數方面引進了led數字顯示，克服了人們在等待時的心急的心情，減少了紅燈未滅，闖紅燈的現象。電路部分原理圖是通過用 protel 99se軟件繪制設計，c語言程序的設計與調試都在keil上完成。 本系統功能設計完善，采用at89c52單片機為核心，具有實用，方便，靈活的特點。隨著電子技術的廣泛應用，車輛日益增多將成為一種發展趨勢，所以要有一套安全可靠的交通指示燈。單片機at89s52為控制核心，以紅、綠、黃三種led發光管作為直行和左右拐彎以及行人通行的指示，以led數碼管作為倒計時指示，完成了題目要求的所有功能。在此基礎上對系統進行了優化設計，整體性好，人性化強、可靠性高。關

3、鍵詞：單片機；交通燈；顯示1 系統設計1.1 設計要求 南北方向紅燈與東西方向綠燈同時亮，倒計時30秒，數碼管顯示；南北方向黃燈與東西方向黃燈亮，倒計時3秒，數碼管顯示；南北方向綠燈與東西方向紅燈亮時，倒計時30秒，數碼管顯示。 1.2 硬件設計部分根據本設計交通燈的模型和實現的功能，硬件部分可以分為以下兩個大的系統：單片機系統、交通燈演示系統。1.2.1 交通燈系統電路根據功能，交通燈的演示系統從功能上則分為：倒計時電路、紅綠燈功能電路。交通燈演示系統電路圖1.2.1如示。倒計時電路主要是由雙位共陰數碼管和74hc573n驅動模塊組成，控制信號通過單片機的端口p1口進行信號的傳輸。倒計時電路

4、負責的是顯示紅綠燈持續顯示的時間。當綠燈或者紅燈持續顯示時，數碼管顯示該狀態的持續時間，在黃燈閃爍顯示時，起到倒計時秒數的作用。紅綠燈功能電路主要是由各色的發光二極管組成，控制信號通過p1口進行傳輸。紅綠燈電路負責的是各個車行道和人行道通行狀態的顯示。 圖1.2.1交通燈的電路圖1.2.2 單片機最小系統電路（見附錄1）本設計單片機主要是用于控制交通燈的演示系統，故只需要單片機最小系統即可完成。單片機的最小系統是指能夠驅動單片機工作的最小電路。此電路由單片機、顯示電路、電源、復位電路4個組成部分組成。單片機最小電路的電路圖1.2.3 復位電路單片機復位是使cpu和系統中的其他功能部件都處在一個

5、確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作，例如復位后pc0000h，使單片機從第個單元取指令。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發生故障后都要復位。在復位期間（即rst為高電平期間），p0口為高組態，p1p3口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號psen無效。地址鎖存信號ale也為高電平。圖1.2.3為單片機復位電路的電路圖 如圖1.2.3 復位電路圖 如圖1.2.4晶振電路圖 1.2.4 晶振電路stc89c52引腳xtal1和xtal2與晶體振蕩器及電容c2、c1按下圖2.3所示方式連接。晶振、電容c1c2及片內與非門（作為反饋、放大元件）構成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振

6、頻率及電容c1、c2的容量有關，但主要由晶振頻率決定，范圍在033mhz之間，電容c1、c2取值范圍在30pf左右。根據實際情況，本設計中采用11.0592mhz做系統的外部晶振。電容取值為33pf。圖1.2.4為單片機晶振電路的電路圖1.2.5 74hc573的功能（見附錄2）sl74hc573跟 ls/al573的管腳一樣。器件的輸入是和標準cmos輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 ls/alsttl輸出兼容。 當鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存。 原理說明： m54hc563/74hc563/m5

7、4hc573/74hc573的八個鎖存器都是透明的d 型鎖存器，當使能（g）為高時，q 輸出 將隨數據（d）輸入而變。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數據電平上。輸出控制不影響鎖存器的內部工作，即老數據可以保持，甚至當輸出被關閉時， 新的數據也可以置入。這種電路可以驅動大電容或低阻抗負載，可以直接與系統總線接口并驅動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，i/o 通道，雙向總線驅動器和工作寄存器。hc573引腳功能表：引腳號符號名稱及功能1oe3態輸出使能輸入（低電平）2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9d0 to d7數據輸入12,13,14,15,16,17,18,19q0

8、to q73態鎖存輸出11le鎖存使能輸入10gnd接地(0v)20vcc電源電壓1.2.6 發光二極管半導體發光器件包括半導體發光二極管（簡稱led）、數碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏（簡稱矩陣管）等。事實上，數碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發光單元都是一個發光二極管。圖1.2.6是發光二管 如圖1.2.6 發光二極管圖1.2.7 數碼管1. led數碼管分類：按其內部結構可分為共陰型和共陽型；導通時正向壓降一般為1.52v，額定電流為10ma，最大電流為40ma。 2. 數碼管工作原理共陽極數碼管的8個發光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。通常，公共陽極接高電平（一般接電源）

9、，其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮。根據發光字段的不同組合可顯示出各種數字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。圖1.2.7是數碼管圖如圖1.2.7 數碼管圖2 軟件設計（見附錄3）相較于c語言，匯編語言的機器代碼生成效率很高但可讀性卻并不強，復雜一點的程序就更是難讀懂，而c 語言在大多數情況下其機器代碼生成效率和匯編語言相當，但可讀性和可移植性卻遠遠超過匯編語言，而且c 語言還可以嵌入匯編來解決高時效性的代碼編寫問題。對于開發周期來說，中大型的軟件編寫用c 語言的開發

10、周期通常要小于匯編語言很多。綜合以上c 語言的優點，本設計在編程的時候選擇了c 語言。本設計在編程環境上也選擇了keil vision 4.0。這款軟件支持眾多不同公司的mcs51架構芯片，它集編輯、編譯、仿真為一體，同時還支持plm、匯編和c語言的程序設計，界面友好、簡單易學，在調試程序。軟件仿真方面都有很強大的功能。在初期的軟件調試階段，keil vision會提供非常便利的環境。在本次設計中，采用了c語言作為程序編程的語言，程序見附錄3。3 電路原理圖的制作3.1電路原理圖的設計1、設置電路圖紙參數及相關信息根據電路圖的復雜程度設置圖紙的格式、尺寸、方向等參數以及與設計有關的信息，為以后

11、的設計工作建立一個合適的工作平面。2、裝入所需要的元件庫將所需的元件庫裝入設計系統中，以便從中查找和選定所需的元器件。3、設置元件將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對元件在工作平面上的位置進行調整，對元件的序號、封裝形式、顯示狀態等進行定義和設置，以便為下一步的布線工作打好基礎。4、電路圖布線利用protel所提供的各種工具、命令進行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導線、網絡標號等連接起來，布線結束后，一張完整的電路原理圖基本完成。5、調整、檢查和修改利用protel所提供的各種工具對前面所繪制的原理圖做進一步的調整和修改。6、補充完善對原理圖做一些相應的說明、標注和修飾

12、，增加可讀性和可觀性。7、保存和打印輸出，電路如圖3-1如圖3-1 基于stc89c52單片機的交通燈設計原理圖 3.2 pcb的制作1得到正確的原理圖和網絡表繪制原理圖是繪制pcb板圖的前提，網絡表是連接原理圖和pcb板圖的中介，所以在繪制pcb電路板之前一定要先得到正確的原理圖和網絡表。2畫出自己定義的非標準器件的封裝庫自己獨立繪制的封裝一定要在pcb設計之前完成，在制作pcb電路板時，我們會導入這些自己制作的封裝。3規劃電路板電路板是采用單面板還是多層板，電路板的形狀、尺寸等具體的參數以及電路板的安裝方式等在這里都要一并考慮。另外，還要考慮電路板與外界的接口形式，選擇具體接插件的封裝形式

13、。4設置環境參數我們可以根據自己的習慣來設置環境參數。環境參數包括柵格大小、光標捕捉大小、公制英制的轉換、工作層面顏色等。5打開所有要用到的庫文件后調入網絡表文件需要注意的是要先把所有的庫文件全都打開后，再導入網絡表文件。否則，在導入網絡表時會出現元件找不到封裝的情況。6設定工作參數主要進行pcb板的圖層設定。7元件手工布局應當從機械結構、散熱、電磁干擾、將來布線的方便性等方面綜合考慮。先布置與機械尺寸有關的器件并鎖定這些器件，然后是大的占位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。對于同一個器件用多種封裝形式的，可以把這個器件的封裝改為第二種封裝形式并放好后 這個器件用撤消元件組功能，然后

14、再調入一次網絡表并放好新調入的這個器件，有更多種封裝形式時依此類推。放好后可以用view3功能查看一下實際效果.如果不甚滿意的話可以根據實際情況再作適當調整，然后將全部器件鎖定。假如板上空間允許，則可在板上放上一些類似于實驗板的布線區。對于大板子應在中間多加固定螺絲孔，板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應加固定螺絲孔。有需要的話，可在適當位置放上一些測試用焊盤。將過小的焊盤過孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤的網絡定義到地或保護地等。8制訂詳細的布線規則布線規則包括使用層面、各組線寬、過孔間距、布線的拓樸結構等，我們要根據所設計的板子的實際情況來進行設定。另外，還要在不希望有走線的區域內放

15、置file填充層9對線路進行手工布線電路需要自己手動布線，必須要按照指定路線布線的電路也要進行手工布線。10布線完成后的調整布通之后，對布線進行手工初步調整。調整的內容有：需加粗的地線、電源線、功率輸出線等進行手動加粗；某幾根繞得太多，太過繁瑣的線重布；消除部分不必要的過孔。另外，我們還要切換到單層顯示模式下將每個布線層的線拉整齊和美觀。手工調整時應經常進行drc，因為有時有些線會斷開。快完成時可將每個布線層單獨打印出來以方便改線。調整完畢后用view3d功能查看實際效果，滿意后進行下一步。11印制板文件的保存和導出proteldxp繪制pcb電路板的設計完成后，我們還要完成印制板文件整理并存

16、檔，打印出圖紙等工作。可以導出元件明細表，生成電子表格文檔作為元件清單等。最后，我們還要說明電路板上有特殊要求的地方，然后提交給制板加工廠進行電路板的加工其pcb圖，圖3.2pcb圖圖3.2 基于stc89c52單片機的交通燈設計pcb圖結 論本文探究了單片機在當今智能交通方面的應用。相對于其他解決方案來說，單片機具有成本低廉，通用性高，維護簡單，軟件靈活，成熟度高等優勢。但是，單片機發展到現在也有存儲空間較小、下游方案較少等局限性。本設計在實現相應功能的時候主要是考慮到現有的條件，采用成熟度高的stc89c52作為cpu的解決方案，同時用led燈和雙位數碼管作為顯示模塊，軟件則使用了移植性好

17、的c語言。從功能需求上來看，已經能夠滿足實際需要，對提高交通運輸系統的運行效率也有很大的幫助。參 考 文 獻譚浩強.2005.c程序設計（第三版）.北京：清華大學出版社.95-104肖金球.2004.單片機原理與接口技術.北京：清華大學出版社.210-230彭冬明，韋友春.2007.單片機實驗教程.北京：北京理工大學出版社.58-65 范立南.1996.單片微機接口與控制技術.沈陽：遼寧大學出版社.110-135李華.1993.mcs-51系列單片機實用接口技術.北京：北京航空航天大學出版社.36-56張偉，王麗，趙晶.2003.電路設計與制作protel dxp入門與提高.北京：人民郵電出版

18、社.300-320附錄1 單片機最小系統附錄2 74hc573的功能引腳圖 附錄3 軟件程序/基于stc89c52單片機的交通燈設計 徐梅#include#includevoid main() /主函數（調用xianshi.h文件中的函數 ） init(); /中斷初始化while(1) xianshi(); /循環顯示函數#ifndef _xianshi_h_#define _xianshi_h_#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code shuzhu=0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /數碼管顯示數組void delay (uint x) /延時 uint i,j; for(i=x;i0;i-) for(j=110;j0;j-); sbit dula=p26;sbit wela=p27;uchar n,s,g,w=30,num=0,deng=0xf5;/定義變量 /定義變量deng并賦初值0