发布时间 : 星期日 文章基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现更新完毕开始阅读1045ba83b8f67c1cfbd6b81f
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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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系统非常关键的模拟交通灯灯源。本系统所选用的是普通单色发光二极管。它具有体积小、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
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3.7信号显示驱动电路
74HC245译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0, A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC245特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC245芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC245亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。
74HC245作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在 高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件,从8 个输出端中译出一个 低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器,扩展成24 线译码器不需外接门;扩展成32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中,赋能输入端可用作数据输入端。74HC245电路图如图3.5所示：
图3.5 74HC245电路图
3.8键盘输入电路
单片机键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种：独立键盘每一个I/O 口上只接一个按键，按键的另一端接电源或接地（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法程序比较复杂，但是占用的I/O少。根据本设计的需要这里选用了独
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