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仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）
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2021-7-5 19:26 上傳
交通燈系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)碼管顯示燈位計時和中斷恢復(fù)。
設(shè)計方案簡述總體思路
根據(jù)智能交通燈的具有的功能，將它主要分為三部分，包括數(shù)碼管顯示剩余時間部分、交通燈顯示部分和按鍵實現(xiàn)中斷部分。
功能說明
整個十字路口由東西向道路和南北向道路垂直交叉形成，我們采用“上北下南，左西右東”的慣例進行構(gòu)圖。在北和東兩個方向各有一組三色的LED燈來控制交通的流向和三個數(shù)碼管控制交通的節(jié)奏。流向也即方向，通過不同LED燈顏色進行表征：紅燈停，綠燈行，黃燈等一等；節(jié)奏通過倒計時時間進行控制，該時間的時基由單片機的定時器提供。
十字路口的倒計時時間分別通過三個一位的七段共陰極數(shù)碼管顯示。綠燈點亮道路上的數(shù)碼管顯示的數(shù)字是該道路所剩余的可通行時間，紅燈點亮道路上的數(shù)碼管顯示的數(shù)字是該道路所剩余的禁行時間。
系統(tǒng)上電后，默認(rèn)運行在“正常模式”下。此時南北向綠燈點亮，允許直行；東西向紅燈點亮，禁止直行和左轉(zhuǎn)。
當(dāng)按下東西管控時不論當(dāng)前交通燈運行到什么狀態(tài)，均進入東西向綠燈，南北向紅燈狀態(tài)，數(shù)碼管顯示“0”，直到按下取消管控功能，系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)。當(dāng)按下南北管控時不論當(dāng)前交通燈運行到什么狀態(tài)，均進入南北向綠燈，東西向紅燈狀態(tài)，數(shù)碼管顯示“0”，直到按下取消管控功能，系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)。
系統(tǒng)硬件電路設(shè)計：
硬件電路由 AT89C51 單片機、 6個4位共陰極的數(shù)碼顯示管、復(fù)位電路、時鐘電路、按鍵電路以及交通燈演示系統(tǒng)組成。
系統(tǒng)中控制模塊是最核心的部分，控制核心采用AT89C51單片機，利用AT89C51單片機內(nèi)部定時器實現(xiàn)交通指示燈控制的計時功能，在正常情況下產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息控制倒計時顯示電路，信號燈顯示電路的正常運行。
信號燈顯示模塊采用四個集成交通指示燈來模擬紅、黃、綠交通指示燈，用單片機的P1口控制發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)。
倒計時顯示模塊的接口電路有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式，由于動態(tài)顯示方式在仿真軟件中不易于查看，所以本次采用靜態(tài)顯示方式，這種方式優(yōu)點是易于操作，缺點是浪費單片機接口資源。為了倒計時更加準(zhǔn)確，采用外加晶振電路方法實現(xiàn)其功能。
AT89C51 芯片簡介
AT89C51是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯中，ATMEL 的 89C51 是一種高效微控制器，89C2051 是它的一種精簡版本
74HC573芯片
74HC573包含八路3態(tài)輸出的非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，是一種高性能硅柵CMOS器件。
SL74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出兼容的，加上拉電阻他們能和LS/ALSTTL輸出兼容。
原理說明
M54HC563/74HC563/M54HC573/74HC573的八個鎖存器都是透明的D 型鎖存器，當(dāng)使能（G）為高時，Q 輸出將隨數(shù)據(jù)（D）輸入而變。當(dāng)使能為低時，將輸出鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)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(qū)動器和工作寄存器。
單元電路設(shè)計復(fù)位電路
單片機在運行中由于本身或外界干擾的原因會導(dǎo)致出錯，此時可以使用按鍵復(fù)位，使單片機恢復(fù)初始狀態(tài)。
振蕩電路
片內(nèi)的高增益反向放大器通過XTAL1、XTAL2端外接作為反饋元件的片外晶體振蕩器與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個自激振蕩器，向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。本實驗采用12MHz的晶振頻率，電容C1，C2的值為30pF，電容的大小對
振蕩頻率有微小的作用，可起頻率微調(diào)作用。
P0口驅(qū)動電路
用P0口控制兩位的八段數(shù)碼管。51 單片機的 P0 口作 IO 口時為開漏輸出方式，所以需要外加上拉電阻輸出高電平熄滅 LED 燈；P2 口作 IO 口時為上拉輸出方式，直接可以輸出高電平所以不需要外加上拉電阻。本實驗采用阻值為100Ω的上拉電阻。
數(shù)碼管顯示電路
(1)八位共陰極數(shù)碼管用于倒計時；
(2)段選端由鎖存器控制，位選端分別由S1,S2,S3,S4,S5,S6控制；
(3)通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同的字形，如dp， g, f, e, d, c,b, a全亮顯示為8。
(4)采用共陰極連接:
紅綠燈模塊
在P1口外接六個紅綠燈，東西南北各三個紅綠燈，因為南北紅綠燈變化一樣，東西紅綠燈變化一樣，因此用P1_0、P1_1、P1_2端口控制東西方向的紅綠燈，P1_3、P1_4、P1_5端口控制南北方向的紅綠燈。
(1)圖為兩方向的紅綠黃燈，分別接在P0口上，由P0口控制
(2)51系列單片機的P0口內(nèi)部沒有集成上拉電阻，加上拉就是提高驅(qū)動能力，必須要通過上拉電阻接VCC。上拉電阻一般接1K的。
按鍵模塊
(1)P2鍵控制功能說明：
P2^6 key0 綠燈位選擇
P2^5 key1 黃燈位選擇
P2^4 key2 加1操作
P2^3 key3 減1操作
P2^2 key4 信號燈狀態(tài)固定P2^1
key5 信號燈狀態(tài)切換P2^0 key6 時鐘時分秒設(shè)置鍵
（2）鍵盤上加上拉電阻是為了提高驅(qū)動能力
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