单片机,交通灯系统控制实现、课程设计bncw.docx

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1、通信系统统实习报报告题目名称称： 模拟拟交通灯灯控制系系统 姓名：联系电话话：指导教师师：所在班级级：通信信所在学院院：计算算机工程程学院提交时间间：20013年年12月月15日日目 录1 引引言52 交交通灯控控制系统统概要设设计52.1 单片片机交通通灯控制制系统通通行方案案设计552.2 单片片机交通通控制系系统的功功能要求求72.2.1 显示模模块功能能72.2.2 按键模模块功能能72.3 单片片机交通通控制系系统的基基本构成成及原理理73 系系统硬件件电路详详细设计计93.1 系统统硬件总总电路构构成93.2 单片片机系统统93.2.1 单片机机引脚介介绍1003.2.2 单片机机

2、最小系系统1443.3 显示示系统1153.3.1 LEDD显示1553.3.2 数码管管显示1163.4 信号号显示驱驱动电路路173.5 键盘盘输入电电路1884 系系统软件件程序详详细设计计194.1 程序序主体设设计流程程194.2 子程程序模块块设计1194.3 pprottel的的应用2215 系系统测试试215.1 装配配注意事事项2115.2 功能能性的检检验2225.2.1 仿真测测试2225.2.2 实物焊焊接结束束后的测测试2225.3 指标标参数的的测量2245.4 结果果分析224总结与展展望255致谢266实习分工工情况摘 要近年来随随着科技技的飞速速发展，单单片机

3、的的应用正正在不断断深入，同同时带动动传统控控制检测测技术日日益更新新。在实实时检测测和自动动控制的的单片机机应用系系统中，单单片机往往往作为为一个核核心部件件来使用用，仅单单片机方方面知识识是不够够的，还还应根据据具体硬硬件结构构软硬件件结合，加加以完善善。十字路口口车辆穿穿梭，行行人熙攘攘，车行行车道，人人行人道道，有条条不紊。那那么靠什什么来实实现这井井然秩序序呢？靠靠的就是是交通信信号灯的的自动指指挥系统统。交通通信号灯灯控制方方式很多多。本系系统采用用STCC89CC51单片机机以及单单片机最最小系统统和744HC2245电电路以及及外围的的按键和和数码管管显示等等部件，设设计一个个

4、基于单单片机的的交通灯灯设计。设设计通过过两位一一体共阴阴极数码码管显示示，并能能通过按按键对定定时进行行设置。本系统统实用性性强、操操作简单单、扩展展功能强强。关键词：交通灯灯，单片片机，显显示，计计时1 引引言当前，大大量的信信号灯电电路正向向着数字字化、小小功率、多多样化、方方便人、车车、路三三者关系系的协调调，多值值化方向向发展随随着社会会经济的的发展，城城市交通通问题越越来越引引起人们们的关注注。这些些城市纷纷纷修建建城市高高速道路路，在高高速道路路建设完完成初期期，它们们也曾有有效地改改善了交交通状况况。然而而，随着着交通量量的快速速增长和和缺乏对对高速道道路的系系统研究究和控制制

5、，高速速道路没没有充分分发挥出出预期的的作用。而而城市高高速道路路在构造造上的特特点，也也决定了了城市高高速道路路的交通通状况必必然受高高速道路路与普通通道路耦耦合处交交通状况况的制约约。人、车车、路三三者关系系的协调调，已成成为交通通管理部部门需要要解决的的重要问问题之一一。城市交通通控制系系统是用用于城市市交通数数据检测测、交通通信号灯灯控制与与交通疏疏导的计计算机综综合管理理系统，它它是现代代城市交交通监控控指挥系系统中最最重要的的组成部部分。2 交交通灯控控制系统统概要设设计2.1 单片片机交通通灯控制制系统通通行方案案设计设在十字字路口，分分为东西西向和南南北向，在在任一时时刻只有有

6、一个方方向通行行，另一一方向禁禁行，持持续一定定时间，经经过短暂暂的过渡渡时间，将将通行禁禁行方向向对换。其其具体状状态如下下图所示示。说明明：黑色色表示亮亮，白色色表示灭灭。交通通状态从从状态11开始变变换，直直至状态态6然后后循环至至状1，周而复始，即如图（图2-1）所示：直至状态6然后循环至状态1，通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下：图2-11交通状状态东西方向向红灯灭灭，同时时绿灯亮亮，南北北方向黄黄灯灭，同同时红灯灯亮，倒倒计时220秒。此此状态下下，东西西向禁止止通行，南南北向允允许通行行。东西方向向绿灯灭灭，同时时黄灯亮亮，南北北方向红红灯亮，倒倒计时

7、55秒。此此状态下下，除了了已经正正在通行行中的其其他所以以车辆都都需等待待状态转转换。南北方向向红灯灭灭，同时时绿灯亮亮，东西西方向黄黄灯灭，同同时红灯灯亮，倒倒计时330秒。此此状态下下，东西西向允许许通行，南南北向禁禁止通行行。南北方向向绿灯灭灭，同时时黄灯亮亮，东西西方向红红灯亮，倒倒计时55秒。此此状态下下，除了了已经正正在通行行中的其其他所以以车辆都都需等待待状态转转换。下面我们们可以用用图表表表示灯状状态和行行止状态态的关系系如下：表2-11交通状状态及红红绿灯状状态状态1状态3状态4状态6东西向禁行等待变换换通行等待变换换南北向通行等待变换换禁行等待变换换东西红灯灯1100东西

8、黄灯灯0001东西绿灯灯0010南北红灯灯0011南北绿灯灯1000南北黄灯灯0100东西南北北四个路路口均有有红绿黄黄3灯和和数码显显示管44个，在在任一个个路口，遇遇红灯禁禁止通行行，转绿绿灯允许许通行，之之后黄灯灯亮警告告行止状状态将变变换。状状态及红红绿灯状状态如表表2-11所示。说说明：00表示灭灭，1表表示亮。硬件设计计方面：本设计是是由 SSTC889S552单片片机作为为主控器器件，二二位共阳阳的数码码管， 8*88点阵作作为受控控器件的的交通灯灯模拟系系统。软件设计计方面：程序的设设计主要要是控制制整个系系统的运运行。它它包括系系统的初初始化程程序、显显示子程程序、定定时器、

9、时时间转换换子程序序。通过过单片机机运行以以上各个个子程序序实现整整个系统统的设计计功能。具具体设计计见源程程序清单单。2.2单单片机交交通控制制系统的的功能要要求本设计能能模拟基基本的交交通控制制系统，用用红绿黄黄灯表示示禁行，通通行和等等待的信信号发生生，还能能进行倒倒计时显显示。按按键可以以控制禁禁行、深深夜模式式、复位位、东西西通行、南南北通行行、时间间加、时时间减、切切换等功功能。共共四个二二位阴极极数码管管，东南南西北各各一个显显示时间间，四个个数码管管的阴极极都接到到STCC89CC51的的P1口口，阳极极接到774HCC2455芯片上上，通过过P0口口控制774HCC2455芯

10、片，起起到驱动动放大作作用。共共12个个发光二二极管，四四个路口口每个路路口各有有一个红红（禁行行）、黄黄（警告告）发光光二极管管，四个个路口的的二极管管接到PP2口，按按键接PP3口。2.2.1显示示模块功功能显示模块块分数码码管显示示和LEED显示示，数码码管倒计计时显示示可以提提醒驾驶驶员在信信号灯颜颜色发生生改变的的时间、在在“停止”和“通过”两者间间作出合合适的选选择。驾驾驶员和和行人普普遍都愿愿意选择择有倒计计时显示示的信号号控制方方式，并并且认为为有倒计计时显示示的路口口更安全全。倒计计时显示示是用来来减少驾驾驶员在在信号灯灯色改变变的关键键时刻做做出复杂杂判断的的一种方方法，它

11、它可以提提醒驾驶驶员灯色色发生改改变的时时间，帮帮助驾驶驶员在“停止”和“通过”两者间间作出合合适的选选择 。通通过两种种显示结结合，是是本设计计更合理理可靠。2.2.2按键键模块功功能本系统要要求的按按键控制制不多，且且I00口足够够，可直直接采用用独立式式。按键键可以设设置系统统的运行行状态，禁禁行状态态为数码码管均显显示“00”，红灯灯全亮；复位按按键可以以将整个个系统复复位；东东西通行行是东西西方向的的绿灯亮亮，南北北方向上上的红灯灯亮；南南北通行行为南北北方向上上的绿灯灯亮，东东西方向向上的红红灯亮；时间加加减可以以设置通通行和等等待通行行的时间间；切换换按键可可以切换换加减的的方向

12、时时间。通通过安检检模块的的控制，使使得整个个系统具具有灵活活性，实实用性。2.3单单片机交交通控制制系统的的基本构构成及原原理十字路口口车辆穿穿梭，行行人熙攘攘，车行行车道，人人行人道道，有条条不紊。那那么靠什什么来实实现这井井然秩序序呢？靠靠的就是是交通信信号灯的的自动指指挥系统统。交通通信号灯灯控制方方式很多多。本系系统采用用STCC89CC51单片机机以及单单片机最最小系统统和744HC2245驱驱动电路路以及外外围的按按键和数数码管显显示等部部件，设设计一个个基于单单片机的的交通灯灯设计。设设计通过过两位一一体共阴阴极数码码管显示示，并能能通过按按键对定定时进行行设置。本系统统实用性

13、性强、操操作简单单、扩展展功能强强。在相同的的时间里里提高通通车的质质量、效效率。并并能在高高峰期根根据实际际状况结结合方程程式控制制按钮来来调整主主次干道道的通车车时间，降降低交通通拥挤堵堵塞现象象。并使使交通控控制系统统具有紧紧急控制制，使救救护车、救救护车通通过时， 使两个个方向均均亮红灯灯，救护护车和消消防车通通过后，恢恢复原来来状态，增增加对出出现特殊殊情况的的处理能能力。本单片机机控制交交通灯系系统，可可用单片片机直接接控制信信号灯的的状态变变化，基基本上可可以指挥挥交通的的具体通通行，当当然，接接入LEED数码码管就可可以显示示倒计时时以提醒醒行使者者，更具具人性化化。本系系统在

14、此此基础上上，单片片机对此此进行具具体处理理，及时时调整控控制指挥挥。如图图（图22-2）所所示：键盘设置置模块对对系统输输入模式式选择及及具体通通行时间间设置的的信号，系系统进入入正常工工作状态态，执行行交通灯灯状态显显示控制制，同时时将时间间数据倒倒计时输输入到LLED数数码管上上实时显显示。在在此过程程中还要要实时捕捕捉违规规检测和和紧急按按键信号号，以达达到对异异常状态态进行实实时控制制的目的的。急停停按键和和违规检检测随时时调用中中断。 单片机红黄绿信号灯8段LED数码管复位电路最小系统外围接口按键控制驱动显示 单片机机图2-22 系统统的总体体框图据此，本本设计系系统以单单片机为为

15、控制核核心，连连接成最最小系统统，和按按键设置置模块等等产生输输入，信信号灯状状态模块块，LEED倒计计时模块块和接受受输出。系系统的总总体框图图如上所所示。3 系系统硬件件电路详详细设计计3.1系系统硬件件总电路路构成实现本设设计要求求的具体体功能，可可以选用用stcc89CC51单单片机及及外围器器件构成成最小控控制系统统，122个发光光二极管管分成44组红绿绿黄三色色灯构成成信号灯灯指示模模块，88个LEED东西西南北各各两个构构成倒计计时显示示模块，若若干按键键组成时时间设置置和模式式选择按按钮和紧紧急按钮钮等。本系统以以单片机机为核心心，组成成一个处处理、自自动控制制为一身身的闭环环

16、控制系系统。系系统硬件件电路由由单片机机、状态态灯、LLED显显示、驱驱动电路路、按键键等组成成。其具具体的硬硬件电路路总图如如图3-1所示示。其中P00，P11，用于于送显LLED数数码管的的型和位位，P22用于控控制红绿绿黄发光光二极管管，XTTAL11和XTTAL22接入晶晶振时钟钟电路，RRESTT引脚接接上复位位电路，PP3用于于口按键键控制。3.2单单片机系系统单片微型型计算机机是随着着微型计计算机的的发展而而产生和和发展的的。自从从19775 年年美国德德克萨斯斯仪器公公司的第第一台单单片微型型计算机机（ 简简称单片片机）TTMS-10000 问问世以来来，迄今今为止，单单片机技

17、技术已成成为计算算机技术术的一个个独特分分支，单单片机的的应用领领域也越越来越广广泛，特特别是在在工业控控制中经经常遇到到对某些些物理量量进行定定时采样样与控制制的问题题，在仪仪器仪表表智能化化中也扮扮演着极极其重要要的角色色。如果将88位单片片机的推推出作为为起点，那那么单片片机的发发展历史史大致可可以分为为以下几几个阶段段：第一阶段段（1997619778）：单片机机的探索索阶段。以以Inttel公公司的MMCS-48为为代表。MMCS-48的的推出是是在工控控领域的的探索，参参与这一一探索的的公司还还有Mootorrolaa、Ziilogg等。都都取得了了满意的的效果。这这就是SSCM的

18、的诞生年年代，“单单片机”一一词即由由此而来来。第二阶段段（1997819882）：单片机机的完善善阶段。IInteel公司司在MCCS-448基础础上推出出了完善善的、典典型的单单片机系系列MCCS-551。它它在以下下几个方方面奠定定了典型型的通用用总线型型单片机机体系结结构。（1）完完善的外外部总线线。MCCS-551设置置了经典典的8位位单片机机的总线线结构，包包括8位位数据总总线、116位地地址总线线、控制制总线及及具有多多机通信信功能的的串行通通信接口口。（2）CCPU外外围功能能单元的的集中管管理模式式。（3）体体现工控控特性的的地址空空间及位位操作方方式。（4）指指令系统统趋于

19、丰丰富和完完善，并并且增加加了许多多突出控控制功能能的指令令。第三阶段段（1998219990）：8位单单片机的的巩固发发展及116位单单片机的的推出阶阶段，也也是单片片机向微微控制器器发展的的阶段。IInteel公司司推出的的MCSS-966系列单单片机，将将一些用用于测控控系统的的模数转转换器、程程序运行行监视器器、脉宽宽调制器器等纳入入片中，体体现了单单片机的的微控制制器特征征。第四阶段段（19990）：微微控制器器的全面面发展阶阶段。随随着单片片机在各各个领域域全面、深深入地发发展和应应用，出出现了高高速、大大寻址范范围、强强运算能能力的88位/116位/32位位通用型型单片机机，以及

20、及小型廉廉价的专专用型单单片机。单片机是是在集成成电路芯芯片上集集成了各各种元件件的微型型计算机机，这些些元件包包括中央央处理器器CPUU、数据据存储器器RAMM、程序序存储器器ROMM、定时时/计数数器、中中断系统统、时钟钟部件的的集成和和I/OO接口电电路。由由于单片片机具有有体积小小、价格格低、可可靠性高高、开发发应用方方便等特特点，因因此在现现代电子子技术和和工业领领域应用用较为广广泛，在在智能仪仪表中单单片机是是应用最最多、最最活跃的的领域之之一。在在控制领领域中,现如今今人们更更注意计计算机的的底成本本、小体体积、运运行的可可靠性和和控制的的灵活性性。在各各类仪器器、仪表表中引入入

21、单片机机，使仪仪器仪表表智能化化，提高高测试的的自动化化程度和和精度，提提高计算算机的运运算速度度，简化化仪器仪仪表的硬硬件结构构，提高高其性能能价格比比。3.2.1单片片机引脚脚介绍单片机主主要特点点：（1）有有优异的的性能价价格比。（2）集集成度高高、体积积小、有有很高的的可靠性性。单片片机把各各功能部部件集成成在一块块芯片上上，内部部采用总总线结构构，减少少了各芯芯片之间间的连线线，大大大提高了了单片机机的可靠靠性和抗抗干扰能能力。另另外，其其体积小小，对于于强磁场场环境易易于采取取屏蔽措措施，适适合在恶恶劣环境境下工作作。（3）控控制功能能强。为为了满足足工业控控制的要要求，一一般单片

22、片机的指指令系统统中均有有极丰富富的转移移指令、II/O口口的逻辑辑操作以以及位处处理功能能。单片片机的逻逻辑控制制功能及及运行速速度均高高于同一一档次的的微机。（4）低低功耗、低低电压，便便于生产产便携式式产品。（5）外外部总线线增加了了I2CC（Innterr-Innteggratted Cirrcuiit）及及SPII(Seeriaal PPeriipheerall Innterrfacce)等等串行总总线方式式，进一一步缩小小了体积积，简化化了结构构。（6）单单片机的的系统扩扩展和系系统配置置较典型型、规范范，容易易构成各各种规模模的应用用系统。优异的性性能价格格比。1）集成成度高、体

23、体积小、有有很高的的可靠性性。 单片机把把各功能能部件集集成在一一块芯片片上，内内部采用用总线结结构，减减少了各各芯片之之间的连连线，大大大提高高了单片片机的可可靠性与与抗干扰扰能力。另另外，其其体积小小，对于于强磁场场环境易易于采取取屏蔽措措施，适适合于在在恶劣环环境下工工作。此外，程程序多采采取固化化形式也也可以提提高可靠靠性。2）控制制功能强强。为了满足足工业控控制要求求，一般般单片机机的指令令系统中中均有极极丰富的的转移指指令、II/O口口的逻辑辑操作以以及位处处理功能能。单片片机的逻逻辑控制制功能及及运行速速度均高高于同一一档次的的微机。单片机的的系统扩扩展、系系统配置置较典型型、规

24、范范，容易易构成各各种规模模的应用用系统。 VVCC：STCC89CC52电电源正端端输入，接接+5VV。GND：电源地地端。XTALL1： 单单芯片系系统时钟钟的反相相放大器器输入端端。XTALL2： 系统时时钟的反反相放大大器输出出端，一一般在设设计上只只要在 XTAAL1 和 XXTALL2 上上接上一一只石英英振荡晶晶体系统统就可以以动作了了，此外外可以在在两引脚脚与地之之间加入入一 220PFF 的小小电容，可可以使系系统更稳稳定，避避免噪声声干扰而而死机。RESEET：SSTC889C552的重重置引脚脚，高电电平动作作，当要要对晶片片重置时时，只要要对此引引脚电平平提升至至高电平

25、平并保持持两个机机器周期期以上的的时间，AAT899S511便能完完成系统统重置的的各项动动作，使使得内部部特殊功功能寄存存器之内内容均被被设成已已知状态态，并且且至地址址00000H处处开始读读入程序序代码而而执行程程序。EA/VVpp：EAA为英英文EExteernaal AAcceess的缩写写，表示示存取外外部程序序代码之之意，低低电平动动作，也也就是说说当此引引脚接低低电平后后，系统统会取用用外部的的程序代代码（存存于外部部EPRROM中中）来执执行程序序。因此此在80031及及80332中，EEA引脚脚必须接接低电平平，因为为其内部部无程序序存储器器空间。如如果是使使用 88751

26、1 内部部程序空空间时，此此引脚要要接成高高电平。此此外，在在将程序序代码烧烧录至887511内部EEPROOM时，可可以利用用此引脚脚来输入入21VV的烧录录高压（VVpp）。ALE/PROOG：AALE是是英文Adddresss LLatcch EEnabble的缩写写，表示示地址锁锁存器启启用信号号。STTC899C522可以利利用这支支引脚来来触发外外部的88位锁存存器（如如74LLS3773），将将端口00的地址址总线（AA0AA7）锁锁进锁存存器中，因因为STTC899C522是以多多工的方方式送出出地址及及数据。平平时在程程序执行行时ALLE引脚脚的输出出频率约约是系统统工作频频

27、率的11/6，因因此可以以用来驱驱动其他他周边晶晶片的时时基输入入。此外外在烧录录87551程序序代码时时，此引引脚会被被当成程程序规划划的特殊殊功能来来使用。PSENN：此为为Prrogrram Stoore Enaablee的缩缩写，其其意为程程序储存存启用，当当80551被设设成为读读取外部部程序代代码工作作模式时时（EAA=0），会会送出此此信号以以便取得得程序代代码，通通常这支支脚是接接到EPPROMM的OEE脚。SSTC889C552可以以利用PPSENN及RDD引脚分分别启用用存在外外部的RRAM与与EPRROM，使使得数据据存储器器与程序序存储器器可以合合并在一一起而共共用64

28、4K的定定址范围围。PORTT0（PP0.00P00.7）：端口00是一个个8位宽宽的开路路汲极（OOpenn Drrainn）双向向输出入入端口，共共有8个个位，PP0.00表示位位0，PP0.11表示位位1，依依此类推推。其他他三个II/O端端口（PP1、PP2、PP3）则则不具有有此电路路组态，而而是内部部有一提提升电路路，P00在当做做I/OO用时可可以推动动8个LLS的TTTL负负载。如如果当EEA引脚脚为低电电平时（即即取用外外部程序序代码或或数据存存储器），PP0就以以多工方方式提供供地址总总线（AA0AA7）及及数据总总线（DD0DD7）。设设计者必必须外加加一锁存存器将端端口

29、0送送出的地地址栓锁锁住成为为A0A7，再再配合端端口2所所送出的的A8A155合成一一完整的的16位位地址总总线，而而定址到到64KK的外部部存储器器空间。PORTT2（PP2.00P22.7）：端口22是具有有内部提提升电路路的双向向I/OO端口，每每一个引引脚可以以推动44个LSS的TTTL负载载，若将将端口22的输出出设为高高电平时时，此端端口便能能当成输输入端口口来使用用。P22除了当当做一般般I/OO端口使使用外，若若是在SSTC889C552扩充充外接程程序存储储器或数数据存储储器时，也也提供地地址总线线的高字字节A88A115，这这个时候候P2便便不能当当做I/O来使使用了。P

30、ORTT1（PP1.00P11.7）：端口11也是具具有内部部提升电电路的双双向I/O端口口，其输输出缓冲冲器可以以推动44个LSS TTTL负载载，同样样地若将将端口11的输出出设为高高电平，便便是由此此端口来来输入数数据。如如果是使使用80052或或是80032的的话，PP1.00又当做做定时器器2的外外部脉冲冲输入脚脚，而PP1.11可以有有T2EEX功能能，可以以做外部部中断输输入的触触发脚位位。PORTT3（PP3.00P33.7）：端口33也具有有内部提提升电路路的双向向I/OO端口，其其输出缓缓冲器可可以推动动4个TTTL负负载，同同时还多多工具有有其他的的额外特特殊功能能，包括

31、括串行通通信、外外部中断断控制、计计时计数数控制及及外部数数据存储储器内容容的读取取或写入入控制等等功能。其引脚分分配如下下：P3.00：RXXD，串串行通信信输入。P3.11：TXXD，串串行通信信输出。P3.22：INNT0，外外部中断断0输入入。P3.33：INNT1，外外部中断断1输入入。P3.44：T00，计时时计数器器0输入入。P3.55：T11，计时时计数器器1输入入。P3.66：WRR：外部部数据存存储器的的写入信信号。P3.77：RDD，外部部数据存存储器的的读取信信号。RST：复位输输入。当当振荡器器复位器器件时，要要保持RRST脚脚两个机机器周期期的高电电平时间间。ALE

32、/PROOG：当当访问外外部存储储器时，地地址锁存存允许的的输出电电平用于于锁存地地址的地地位字节节。在FFLASSH编程程期间，此此引脚用用于输入入编程脉脉冲。在在平时，AALE端端以不变变的频率率周期输输出正脉脉冲信号号，此频频率为振振荡器频频率的11/6。因因此它可可用作对对外部输输出的脉脉冲或用用于定时时目的。然然而要注注意的是是：每当当用作外外部数据据存储器器时，将将跳过一一个ALLE脉冲冲。如想想禁止AALE的的输出可可在SFFR8EEH地址址上置00。此时时， AALE只只有在执执行MOOVX，MMOVCC指令是是ALEE才起作作用。另另外，该该引脚被被略微拉拉高。如如果微处处理

33、器在在外部执执行状态态ALEE禁止，置置位无效效。/PSEEN：外外部程序序存储器器的选通通信号。在在由外部部程序存存储器取取指期间间，每个个机器周周期两次次/PSSEN有有效。但但在访问问外部数数据存储储器时，这这两次有有效的/PSEEN信号号将不出出现。/EA/VPPP：当/EA保保持低电电平时，则则在此期期间外部部程序存存储器（000000H-FFFFFFH），不不管是否否有内部部程序存存储器。注注意加密密方式11时，/EA将将内部锁锁定为RRESEET；当当/EAA端保持持高电平平时，此此间内部部程序存存储器。在在FLAASH编编程期间间，此引引脚也用用于施加加12VV编程电电源（VV

34、PP）单片机引引脚图如如下：图3-11 单片片机引脚脚图3.2.2单片片机最小小系统单片机芯芯片内还还有一项项主要内内容就是是并行II/O口口。STTC899C511共有44个8位位的并行行I/OO口，分分别记作作P0、PP1、PP2、PP3。每每个口都都包含一一个锁存存器、一一个输出出驱动器器和输入入缓冲器器。实际际上，它它们已被被归入专专用寄存存器之列列，并且且具有字字节寻址址和位寻寻址功能能。在访访问片外外扩展存存储器时时，低88位地址址和数据据由P00口分时时传送，高高8位地地址由PP2口传传送。在在无片外外扩展存存储器的的系统中中，这44个口的的每一位位均可作作为双向向的I/O端口口

35、使用。单片机的的4个II/O口口都是88位双向向口，这这些口在在结构和和特性上上是基本本相同的的，但又又各具特特点。STC889C551单片片机的时时钟信号号通常有有两种方方式产生生：一是是内部时时钟方式式，二是是外部时时钟方式式。在单单片机内内部有一一振荡电电路，只只要在单单片机的的XTAAL1和和XTAAL2引引脚外接接石英晶晶体（简简称晶振振），就就构成了了自激振振荡器并并在单片片机内部部产生时时钟脉冲冲信号。图图中电容容C1和和C2的的作用是是稳定频频率和快快速起振振，电容容值在55-300pF，典典型值为为30ppF。晶晶振CYYS的振振荡频率率范围在在1.22-122MHzz间选择

36、择，典型型值为112MHHz和111.005922MHzz。当在STTC899C511单片机机的RSST引脚脚引入高高电平并并保持22个机器器周期时时，单片片机内部部就执行行复位操操作（若若该引脚脚持续保保持高电电平，单单片机就就处于循循环复位位状态）。复位电路路通常采采用上电电自动复复位和按按钮复位位两种方方式。最最简单的的上电自自动复位位电路中中上电自自动复位位是通过过外部复复位电路路的电容容充电来来实现的的。只要要Vccc的上升升时间不不超过11ms,就可以以实现自自动上电电复位。时时钟频率率用6MMHZ时时C取222uFF,R取取1K。除了了上电复复位外，有有时还需需要按键键手动复复位

37、。本本设计就就是用的的按键手手动复位位。按键键手动复复位有电电平方式式和脉冲冲方式两两种。其其中电平平复位是是通过RRST端端经过电电阻与电电源Vccc接通通而实现现的。系系统图如如图3-2所示示 图3-22 单片片机最小小系统原原理图3.3显显示系统统3.3.1 LLED显显示LED英英文单词词的缩写写，主要要含义：LEDD = Ligght Emiittiing Dioode，发发光二极极管，是是一种能能够将电电能转化化为可见见光的固固态的半半导体器器件，它它可以直直接把电电转化为为光；它它改变了了白炽灯灯钨丝发发光与节节能灯三三基色粉粉发光的的原理，而而采用电电场发光光。据分分析，LLE

38、D的的特点非非常明显显，寿命命长、光效效高、辐射射低与功功耗低。作作为目前前全球最最受瞩目目的新一一代光源源，LEED因其其高亮度度、低热热量、长长寿命、无无毒、可可回收再再利用等等优点，被被称为是是21世世纪最有有发展前前景的绿绿色照明明光源。我我国的LLED产产业起步步于200世纪770年代代，经过过近400年的发发展，产产品广泛泛应用于于景观照照明和普普通照明明领域，我我国已成成为世界界第一大大照明电电器生产产国和第第二大照照明电器器出口国国。近几几年来，随随着人们们对半导导体发光光材料研研究的不不断深入入，LEED制造造工艺的的不断进进步和新新材料（氮氮化物晶晶体和荧荧光粉）的的开发和

39、和应用，各各种颜色色的超高高亮度LLED取取得了突突破性进进展，其其发光效效率提高高了近110000倍，色色度方面面已实现现了可见见光波段段的所有有颜色，其其中最重重要的是是超高亮亮度白光光LEDD的出现现，使LLED应应用领域域跨越至至高效率率照明光光源市场场成为可可能。曾曾经有人人指出，高高亮度LLED将将是人类类继爱迪迪生发明明白炽灯灯泡后，最最伟大的的发明之之一。 交通灯灯利用发发光二极极管来显显示不同同颜色的的信号指指示灯。图3-33 LEED灯3.3.2数码码管显示示数码管是是一种半半导体发发光器件件，其基基本单元元是发光光二极管管。数码码管按段段数分为为七段数数码管和和八段数数码

40、管，八八段数码码管比七七段数码码管多一一个发光光二极管管单元（多多一个小小数点显显示）；按能显显示多少少个“8”可分为为1位、22位、44位等等等数码管管：按发发光二极极管单元元连接方方式分为为共阳极极数码管管和共阴阴极数码码管。共共阳数码码管是指指将所有有发光二二极管的的阳极接接到一起起形成公公共阳极极(COOM)的的数码管管，共阳阳数码管管在应用用时应将将公共极极COMM接到+5V，当当某一字字段发光光二极管管的阴极极为低电电平时，相相应字段段就点亮亮，当某某一字段段的阴极极为高电电平时，相相应字段段就不亮亮。共阴阴数码管管是指将将所有发发光二极极管的阴阴极接到到一起形形成公共共阴极(CO

41、MM)的数数码管，共共阴数码码管在应应用时应应将公共共极COOM接到到地线GGND上上，当某某一字段段发光二二极管的的阳极为为高电平平时，相相应字段段就点亮亮，当某某一字段段的阳极极为低电电平时，相相应字段段就不亮亮。由于于它的价价格便宜宜使用简简单在电电器特别别是家电电领域应应用极为为广泛。图3-44 数码码管显示示3.4信信号显示示驱动电电路74HCC2455译码器器可接受受3位二二进制加加权地址址输入（AA0, A1和和A2），并并当使能能时，提提供8个个互斥的的低有效效输出（YY0至YY7）。774HCC2455特有33个使能能输入端端：两个个低有效效（E11和E22）和一一个高有有效

42、（EE3）。除除非E11和E22置低且且E3置置高，否否则744HC1138将将保持所所有输出出为高。利利用这种种复合使使能特性性，仅需需4片774HCC2455芯片和和1个反反相器，即即可轻松松实现并并行扩展展，组合合成为一一个1-32（55线到332线）译译码器。任任选一个个低有效效使能输输入端作作为数据据输入，而而把其余余的使能能输入端端作为选选通端，则则74HHC2445亦可可充当一一个8输输出多路路分配器器，未使使用的使使能输入入端必须须保持绑绑定在各各自合适适的高有有效或低低有效状状态。74HCC2455作用原原理于高高性能的的存贮译译码或要要求传输输延迟时时间短的的数据传传输系统

43、统,在 高性能能存贮器器系统中中,用这这种译码码器可以以提高译译码系统统的效率率。将快快速赋能能电路用用于高速速存贮器器时,译译码器的的延迟时时间和存存贮器的的赋能时时间通常常小于存存贮器的的典型存存取时间间,这就就是说由由肖特基基钳位的的系统译译码器所所引起的的有效系系统延迟迟可以忽忽略不计计。HCC1388 按照照三位二二进制输输入码和和赋能输输入条件件,从88 个输输出端中中译出一一个 低低电平输输出。两两个低电电平有效效的赋能能输入端端和一个个高电平平有效的的赋能输输入端减减少了扩扩展所需需要的外外接门或或倒相器器,扩展展成244 线译译码器不不需外接接门;扩扩展成332 线线译码器器

44、,只需需要接一一个外接接倒相器器。在解解调器应应用中,赋能输输入端可可用作数数据输入入端。 图3-5 774HCC2455电路图图设计中将将1脚接接VCCC，199脚接地地，整个个芯片是是输入端端输入高高则输出出端输出出高，输输入端输输入低则则输出端端输出地地，只是是相当于于驱动作作用。3.5键键盘输入入电路单片机键键盘有独独立键盘盘和矩阵阵式键盘盘两种：独立键键盘每一一个I/O 口口上只接接一个按按键，按按键的另另一端接接电源或或接地（一一般接地地），这这种接法法程序比比较简单单且系统统更加稳稳定；而而矩阵式式键盘式式接法程程序比较较复杂，但但是占用用的I/O少。根根据本设设计的需需要这里里

45、选用了了独立式式键盘接接法。独立式键键盘的实实现方法法是利用用单片机机I/OO口读取取口的电电平高低低来判断断是否有有键按下下。将常常开按键键的一端端接地，另另一端接接一个II/O 口，程程序开始始时将此此I/OO口置于于高电平平，平时时无键按按下时II/O口口保护高高电平。当当有键按按下时，此此I/OO 口与与地短路路迫使II/O 口为低低电平。按按键释放放后，单单片机内内部的上上拉电阻阻使I/O口仍仍然保持持高电平平。我们们所要做做的就是是在程序序中查寻寻此I/O口的的电平状状态就可可以了解解我们是是否有按按键动作作了。在用单片片机对键键盘处理理的时候候涉及到到了一个个重要的的过程，那那就

46、是键键盘的去去抖动。这这里说的的抖动是是机械的的抖动，是是当键盘盘在未按按到按下下的临界界区产生生的电平平不稳定定正常现现象，并并不是我我们在按按键时通通过注意意可以避避免的。这这种抖动动一般1102200毫毫秒之间间，这种种不稳定定电平的的抖动时时间对于于人来说说太快了了，而对对于时钟钟是微秒秒的单片片机而言言则是慢慢长的。硬硬件去抖抖动就是是用部分分电路对对抖动部部分加之之处理，软软件去抖抖动不是是去掉抖抖动，而而是避抖抖动部分分的时间间，等键键盘稳定定了再对对其处理理。所以以这里选选择了软软件去抖抖动，实实现法是是先查寻寻按键当当有低电电平出现现时立即即延时1102200毫毫秒以避避开抖

47、动动（经典典值为220毫秒秒），延延时结束束后再读读一次II/O 口的值值，这一一次的值值如果为为1 表表示低电电平的时时间不到到102000 毫秒秒，视为为干扰信信号。当当读出的的值是00时则表表示有按按键按下下，调用用相应的的处理程程序。硬硬件电路路如图33-7所所示： 图图3-77 键盘盘控制电电路图4 系系统软件件程序详详细设计计4.1程程序主体体设计流流程全部控制制程序实实际上分分为若干干模块：键盘设设置处理理程序，状状态灯控控制程序序，LEED显示示程序，消消抖动延延时程序序，次状状态判断断及处理理程序，紧紧停或违违规判断断程序，中中断服务务子程序序，车流流量计数数程序，红红绿灯时时间调整整程序等等。整个软件件程序方方面主要要分两大大部分：按键处处理程序序和500ms扫扫描程序序。流程程图如图图（图44-1）所所示。 设置字型码和字位码，完成显示初始化外部中断定义状态数组宏定义返回while(1)函数进入while(1)循环I/O初始化定义字