單片機(jī)紅綠燈電路設(shè)計(jì)

1、四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)紅綠燈實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目：紅綠燈項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告系 別：電子信息技術(shù)系專 業(yè)：電子信息工程技術(shù)組 員：賀淼、紀(jì)鵬、邵文穩(wěn)指導(dǎo)老師：陶薇薇2014年7月12日摘要交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交 通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少 交通事故有明顯效果。近年來隨著科技的飛速發(fā)展， 單片機(jī)的應(yīng) 用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 單片機(jī)往往作為一個(gè)核心 部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié) 構(gòu)

2、軟硬件結(jié)合，加以完善。本系統(tǒng)采用STC89C52點(diǎn)單片機(jī)以及數(shù)碼管為中心器件來設(shè)計(jì)交 通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了南北方向?yàn)橹饕傻溃?要求南北方向每次通 行時(shí)間為30秒，東西方向每次通行時(shí)間為 25秒。啟動(dòng)開關(guān)后， 南北方向紅燈亮25秒鐘，而東西方向綠燈先亮20秒鐘，然后閃 爍3秒鐘，轉(zhuǎn)為黃燈亮2秒鐘。接著，東西方向紅燈亮 30秒鐘， 而南北方向綠燈先亮25秒，然后閃爍3秒鐘，轉(zhuǎn)為黃燈亮2秒 鐘，如此周而復(fù)始。軟件上采用C語言編程，主要編寫了主程序，中斷程序延時(shí)程序 等。經(jīng)過整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈的模擬。目錄（一）硬件部分 31.1 STC89C52 芯片簡介31.2 主要功能特性41.3

3、STC89C52芯片封裝與引腳功能51.4 基于STC89C52交通燈控制系統(tǒng)的硬件電路分析及設(shè)計(jì)1410（二）軟件部分2.1 交通燈的軟件設(shè)計(jì)流程圖 142.2 控制器的軟件設(shè)計(jì) 15（三）電路原理圖與PCES的繪制163.1 電路原理圖的繪制（見附錄二） 163.2 PCB圖的繪制（見附錄三） 163.3 印刷電路板的注意事項(xiàng)16（四） 調(diào) 試 及 仿 真194.1 調(diào)試194.2 仿真結(jié)果20（五）實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得體會(huì) 215.1 實(shí)驗(yàn)總結(jié)215.2 實(shí)驗(yàn)總結(jié)22附錄程序清單22（一）硬件部分1.1 STC89C52芯片簡介STC89C52是一個(gè)低功耗,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8

4、k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATME公司的高密度、非 易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及 STC89C52 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ) 單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52M為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。STC89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳,8k Bytes Flash 片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM ,32個(gè)外 部雙向輸入/輸出(I/O ) 口 ,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中

5、斷,2 個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門狗(WDT電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外,STC89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì) 數(shù)器,串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而 保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù) 位。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式, 以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。1.2 主要功能特性:兼容MCS-51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（1000 次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O 口 4.5-5.5V 工作電壓, 3個(gè)16位可編程時(shí)鐘頻

6、率0-33MHZ 定時(shí)/計(jì)數(shù)器全雙工UART串 256x8bit 內(nèi)部 RAM 行中斷口線低功耗空閑和省電 2個(gè)外部中斷源模式中斷喚醒省電 3級(jí)加密位 模式看門狗（WDT 軟件設(shè)置空閑和省電路電功能靈活的ISP字節(jié) 和分頁編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針表1111.3 STC89C52芯片封裝與引腳功能STC89C52芯片的尾綴第一個(gè)字母共 4種，分別是A, J, P,Q表示的是封裝類型，A是TQFP寸裝（四方密腳扁平塑封封裝）, J是PLCC寸裝（塑封J形腳），P是PDIP也就是雙列直插封裝，Q是QPF附裝（四方扁平塑封封裝）。第二個(gè)字母共3種，分別 是C, I , A,表示的是允許的環(huán)境溫度，C為商業(yè)

7、級(jí)，工作溫度 0至+70攝氏度；I為工業(yè)級(jí)，工作溫度-40至+85度；A為汽車 工業(yè)級(jí)，工作溫度-40至+105度。這兩個(gè)字母前的數(shù)字表示最 高主頻，如12為12M 16為16M, 20為20M, 24為24MSTC89C52是一種低功耗、高性能 CMOS皎微控制器， 具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度 非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) STC89C52r品指令和引腳 完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPUB在系統(tǒng)可編程Flash ,使得STC89C52J眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈 活、超有效的解決

8、方案。STC89C52M有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字 節(jié)Flash , 256字節(jié)RAM 32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè) 數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié) 構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， STC89C52 可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？?閑模式下，CPU停止工作，允許RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、 中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash STC89C521.3.1 P0 口介紹P0 口： P0 口是一個(gè)8位漏極開路

9、的雙向I/O 口。作為輸出 口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引 腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn) 時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。1.3.2 P1 口介紹P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口， pl輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫“1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作 為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸 出電流（IIL ）

10、。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2 ）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入 （P1.1/T2EX）,具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能P1.0 T2 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1 T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方 向控制）P1.5 MOSI （在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO （在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK （在系統(tǒng)編程用）1.3.3 P2 口介紹P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2

11、端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作 為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸 出電流（IIL ）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR寸，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使 用8位地址（如MOVXgRI訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出 P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2 口也接收高8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。1.3.4 P3 口介紹P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口， p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3

12、端口寫“ 1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作 為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸 出電流（IIL ）。P3 口亦作為STC89C52f殊功能（第二功能）使用，如下表 所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。端口引腳的第二功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 INTO（外中斷 0）P3.3 INT1（外中斷 1）P3.4 TO（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5 T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）止匕外，P3 口還接收一些用于 FLASH閃存

13、編程和程序校驗(yàn)的 控制信號(hào)。1.3.5 控制信號(hào)介紹RST 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)， 因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪 問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR區(qū)中的8EH單 元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOV

14、能令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單 片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN輸出是外部程序存儲(chǔ)器的 讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C5油外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSENW效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間,當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN言號(hào)。EA/VPP 外部訪問允許，欲使 CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ) 器（地址為0000H-FFFFH , EA端必須保持低電平（接地）。 需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ) 器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程

15、時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp, 當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓Vpp1.4 基于STC89C5狡通燈控制系統(tǒng)的硬件電路分析及設(shè)計(jì)1.4.1 各部分電路分析（1）電源電路單片機(jī)工作時(shí)需要的+5V電壓，本設(shè)計(jì)采用普通的電源接口，通過5V的電源適配器供電。電源部分還連接開關(guān)和發(fā)光二極管，用于判斷電源是否正常工作。需要注意的是，濾波電容對(duì)于電路設(shè)計(jì)非常重要，不加濾波電容會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn) 定。因此在電源部分10UF鋁電解作為濾波電容。（2）復(fù)位電路STC89C52 的復(fù)位輸入引腳RS偽單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程 序從指定處開始執(zhí)行，在 STC89C52勺時(shí)鐘電路工作后，只要

16、 RST弓|腳上出現(xiàn)超過兩個(gè)機(jī)器周期以上的高 電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位操作。只要RST保持高電平，則單片機(jī)循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng) RST有高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機(jī)才從 0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電 路，如圖二所示，當(dāng)復(fù)位鍵按下時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到四個(gè)方向 都只有黃燈亮的初始狀態(tài)。VCC工°S18SW-PB10ufR2210KRESETQGND圖二：復(fù)位電路(3)時(shí)鐘電路STC89C52的時(shí)鐘可以有兩種方式，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式。本論文根據(jù) 實(shí)際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式。89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器

17、，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外 的片外晶體與陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。STC89C52雖然有內(nèi)部震蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件所以實(shí)際構(gòu)成的震蕩時(shí)鐘電路。外界晶體以及電容 C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中。對(duì)接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高 低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶體頻 率可在1.2MHZ12MHz之間任選，電容 C1和C2的典型值在 20PF100PF之間選擇，考慮到本系統(tǒng)對(duì)于外接晶體的頻率穩(wěn)定 性要求不高，所以采取比較廉價(jià)的 12MHz葡瓷諧振器。

18、如圖三 所示。13 / 35(4)示顯電路顯示部分選用4位共陰數(shù)碼管。數(shù)碼管的 8位數(shù)據(jù)端 通過1K的上拉電阻連接到單片機(jī)P0 口，4位使能端分別連到P1.1-P1.4.由于數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流較大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)加上了 三極管9013作為驅(qū)動(dòng)電路。(5)發(fā)光二極管該系統(tǒng)用12個(gè)紅黃綠三色的發(fā)光二極管作信號(hào)燈，南北方向的紅黃綠發(fā)光二極管陰極分別接在 P2.0-P2.2 口。東 西方向的紅黃綠發(fā)光二極管陰極分別接在 P2.2-P2.7 口，所有 發(fā)光二極管的陽極都通過一個(gè) 1K電阻接到5V電源。(1)設(shè)計(jì)要求和目的此設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)為核心控制元件，結(jié)合 數(shù)碼管，發(fā)光二極管等器件；利用了單

19、片機(jī)的延時(shí)電路，按鍵 復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，定時(shí)中斷等電路構(gòu)成一個(gè)用于十字路口 的交通燈系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的如下：A. 設(shè)計(jì)一個(gè)用于十字路口的交通燈控制電路。B. 要求南北方向和東西方向的車輛交替運(yùn)行，東西南北四個(gè)方向均有三色燈指示。C. 南北方向綠燈亮?xí)r東西方向紅燈亮，南北方向紅燈亮?xí)r東西方向綠燈亮，如此循環(huán)。弁且在紅燈切換為綠燈時(shí)黃 燈會(huì)點(diǎn)亮5秒后再完成切換D. 四個(gè)方向除了有三色指示燈外還有四位的數(shù)碼管用于倒計(jì)時(shí)顯示信號(hào)燈點(diǎn)亮的時(shí)間。E. 電源使用普通的電源接口，通過 5V電源適配器供電。(2)系統(tǒng)具體工作狀態(tài)如下表1所示VV W VV _ I金*I屆iftd南北方向東西方向序號(hào)狀態(tài)序號(hào)狀態(tài)

20、1綠燈亮25秒，紅黃燈滅1紅燈兄30秒，黃綠打火2黃燈亮5秒，紅綠燈滅3紅燈亮30秒，黃綠燈滅2黃燈亮百秒，紅綠燈火3綠燈亮25秒，紅黃燈滅回到狀態(tài)1回到狀態(tài)1(3)系統(tǒng)方框圖該系統(tǒng)的方框圖如圖 4所示，在STC89C5彈片機(jī)的P1.0 口 接上一個(gè)開關(guān)用于啟動(dòng)系統(tǒng)；在RST腳接復(fù)位開關(guān)，用于將系統(tǒng)恢復(fù)為初始狀態(tài)(本設(shè)計(jì)初始狀態(tài)設(shè)為四個(gè)方向均是黃燈點(diǎn) 亮)；在P0 口接四位數(shù)碼管用于倒計(jì)時(shí)顯示信號(hào)燈亮的時(shí)間。在P2 口接紅黃綠三色發(fā)光二極管用作信號(hào)燈。該系統(tǒng)還包括電源部分和振蕩器部分。圖四：系統(tǒng)原理框圖（二）軟件部分2.1 交通燈的軟件設(shè)計(jì)流程圖（如圖五）圖五：交通燈的軟件設(shè)計(jì)流程圖2.2 控

21、制器的軟件設(shè)計(jì)2.2.1 每秒鐘的設(shè)定延時(shí)方法可以有兩種一中是利用STC-51內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生溢出中斷來確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟件延時(shí)的方法。計(jì)數(shù)器硬件延時(shí).a計(jì)數(shù)器初值計(jì)算定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器送計(jì)數(shù)器初值，這個(gè)值是送到TH和TL中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1到全0時(shí)自動(dòng) 產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的 計(jì)數(shù)值設(shè)定為C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC可得到如下計(jì)算通式：TC=M-C式中，M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0時(shí)M為213 ;在方式1時(shí)M的值為216;在方式2和3為28.b計(jì)算公式T= (M- T。T 計(jì)數(shù)或TC= M-C/ T計(jì)數(shù)T計(jì)數(shù)是

22、單片機(jī)時(shí)鐘周期TC LK的 12倍；TC為定時(shí)初值 如單片機(jī)的主脈沖頻率為TC LK 12MHZ ,經(jīng)過12分頻 方式0TMA長213 * 1微秒=8.912毫秒方式1TMA長216 * 1微秒=65.536毫秒顯然1秒鐘已經(jīng)超過了計(jì)數(shù)器的最大定時(shí)間，所以我們只 有采用定時(shí)器和軟件相結(jié)合的辦法才能解決這個(gè)問題.2.2.2 1 秒的方法我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為20的軟件計(jì)數(shù)器和使T0定日50毫秒.這樣每當(dāng) T0到50毫秒時(shí)CPU就響應(yīng)它的溢 出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入他的中斷服務(wù)子程序。 在中斷服務(wù)子程序中， CPU先使軟件計(jì)數(shù)器減1 ,然后判斷它是否為零。為零表示1秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程

23、序。2 .2.3相應(yīng)程序代碼（1）主程序（2）中斷程序（3）延時(shí)程序（4）數(shù)碼管顯示程序程序清單（見附錄一）（三）電路原理圖與PCES的繪制3. 1電路原理圖的繪制（見附錄二）3. 2 PCB圖的繪制（見附錄三）3. 3印刷電路板的注意事項(xiàng)3.3.1 印刷電路板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求印刷電路板的設(shè)計(jì)，從確定板的尺寸大小開始，印刷電路板 的尺寸因受機(jī)箱外殼大小限制，以能恰好安放入外殼內(nèi)為宜， 其次，應(yīng)考慮印刷電路板與外接元器件（主要是電位器、插口 或另外印刷電路板）的連接方式。印刷電路板與外接組件一般 是通過塑料導(dǎo)線或金屬隔離線進(jìn)行連接。但有時(shí)也設(shè)計(jì)成插座 形式。即：在設(shè)備內(nèi)安裝一個(gè)插入式印刷電路

24、板要留出充當(dāng)插 口的接觸位置。3.3.2 布線圖設(shè)計(jì)的基本方法首先需要對(duì)所選用組件器及各種插座的規(guī)格、尺寸、面積等 有完全的了解；對(duì)各部件的位置安排作合理的、仔細(xì)的考慮， 主要是從電磁場兼容性、抗干擾的角度，走線短，交叉少，電 源，地的路徑及去耦等方面考慮。各部件位置定出后，就是各 部件的聯(lián)機(jī)，按照電路圖連接有關(guān)引腳，完成的方法有多種， 印刷線路圖的設(shè)計(jì)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與手工設(shè)計(jì)方法兩種。最原始的是手工排列布圖。這比較費(fèi)事，往往要反復(fù)幾次， 才能最后完成，這在沒有其它繪圖設(shè)備時(shí)也可以，這種手工排 列布圖方法對(duì)剛學(xué)習(xí)印刷板圖設(shè)計(jì)者來說也是很有幫助的。計(jì) 算機(jī)輔助制圖，現(xiàn)在有多種繪圖軟件，功能各異

25、，但總的說來, 繪制、修改較方便，并且可以存盤貯存和打印。接著，確定印刷電路板所需的尺寸，并按原理圖，將各個(gè)元 器件位置初步確定下來，然后經(jīng)過不斷調(diào)整使布局更加合理， 印刷電路板中各組件之間的接線安排方式如下：(1)印刷電路中不允許有交叉電路，對(duì)于可能交叉的線條， 可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。即，讓某引線從別的電 阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去，或從可能交叉的 某條引線的一端“繞”過去，在特殊情況下如何電路很復(fù)雜， 為簡化設(shè)計(jì)也允許用導(dǎo)線跨接，解決交叉電路問題。(2)電阻、二極管、管狀電容器等組件有“立式”，“臥 式”兩種安裝方式。立式指的是組件體垂直于電路板安裝、焊 接，其優(yōu)點(diǎn)

26、是節(jié)省空間，臥式指的是組件體平行并緊貼于電路 板安裝，焊接，具優(yōu)點(diǎn)是組件安裝的機(jī)械強(qiáng)度較好。這兩種不同的安裝組件，印刷電路板上的組件孔距是不一樣的。(3)同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，并且本級(jí)電路的電 源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上。特別是本級(jí)晶體管基極、 發(fā)射極的接地點(diǎn)不能離得太遠(yuǎn)，否則因兩個(gè)接地點(diǎn)間的銅箔太 長會(huì)引起干擾與自激，采用這樣“一點(diǎn)接地法”的電路，工作 較穩(wěn)定，不易自激。(4)總地線必須嚴(yán)格按高頻-中頻-低頻一級(jí)級(jí)地按弱電 到強(qiáng)電的順序排列原則，切不可隨便翻來復(fù)去亂接，級(jí)與級(jí)間 寧肯可接線長點(diǎn)，也要遵守這一規(guī)定。特別是變頻頭、再生頭、 調(diào)頻頭的接地線安排要求更為嚴(yán)格，如有不當(dāng)就會(huì)

27、產(chǎn)生自激以 致無法工作。調(diào)頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線，以 保證有良好的屏蔽效果。(5)強(qiáng)電流引線(公共地線，功放電源引線等)應(yīng)盡可能 寬些，以降低布線電阻及其電壓降，可減小寄生耦合而產(chǎn)生的 自激。(6)阻抗高的走線盡量短，阻抗低的走線可長一些，因?yàn)?阻抗高的走線容易發(fā)笛和吸收信號(hào)，引起電路不穩(wěn)定。電源線、地線、無反饋組件的基極走線、 發(fā)射極引線等均屬低阻抗走線， 射極跟隨器的基極走線、收錄機(jī)兩個(gè)聲道的地線必須分開，各 自成一路，一直到功效末端再合起來，如兩路地線連來連去， 極易產(chǎn)生串音，使分離度下降。3.3.3 印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的地方1 .布線方向：從焊接面看，組件的排列方位盡可

28、能保持與 原理圖相一致，布線方向最好與電路圖走線方向相一致，因生 產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測，故這樣做便 于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修(注：指在滿足電路性能及整機(jī) 安裝與面板布局要求的前提下)。2 .各組件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié) 構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆? .電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：(1)平放：當(dāng)電路組件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較好；對(duì)于 1/4W以下的電阻平放時(shí), 兩個(gè)焊盤間的距離一般取 4/10英寸，1/2W的電阻平放時(shí)，兩焊 盤的間距一般取5/10英寸；二極管平放時(shí)，1N400X系列整流 管，一般取3/10英寸;

29、1N540X系列整流管，一般取45/10英 寸。(2)豎放：當(dāng)電路組件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情 況下，一般是采用豎放，豎放時(shí)兩個(gè)焊盤的間距一般取 1-2/10 英寸。4 .電位器：IC座的放置原則(1)電位器：在穩(wěn)壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位 器應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)輸出電壓升高，反時(shí)針調(diào)節(jié)器節(jié)時(shí)輸出 電壓降低；在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流折大 小，設(shè)計(jì)電位器時(shí)應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)，電流增大。電位器安放位軒應(yīng)當(dāng)滿中整機(jī)結(jié)構(gòu)安裝及面板布局的要求，因此應(yīng)盡可能放軒在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。(2) IC座：設(shè)計(jì)印刷板圖時(shí)，在使用IC座的場合下，一定 要特別注意IC座上定位槽放置的方位

30、是否正確，并注意各個(gè) IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座的右下角線或者 左上角，而且緊靠定位槽(從焊接面看)。5 .進(jìn)出接線端布置(1)相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為 23/10英 寸左右較合適。(2 )進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個(gè)側(cè)面，不要太過離散。6 .設(shè)計(jì)布線圖時(shí)要注意管腳排列順序，組件腳間距要合 理。7 .在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理， 少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝， 高度和檢修。8 .設(shè)計(jì)布線圖時(shí)走線盡量少拐彎，力求線條簡單明了。9 .布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤間距應(yīng)盡 可能與電容引線腳的間距相符；1 0 .設(shè)

31、計(jì)應(yīng)按一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由 上而下的順序進(jìn)行。(四)調(diào)試及仿真4.1 調(diào)試4.1.1 斷點(diǎn)調(diào)試為安全起見，防止硬件燒壞，首先進(jìn)行斷電調(diào)試，用萬用表 檢測系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查嚴(yán)原理是否正確，各個(gè)線路的 電平是否正常。經(jīng)檢測，未出現(xiàn)短路現(xiàn)象以及各個(gè)電平都正常。4.1.2 通電調(diào)試(1) .關(guān)掉交流電源開關(guān)，用萬用表直流電壓檔測量穩(wěn)壓輸出 電壓，測量結(jié)果只有4.2V,用12V電源直接接入7805輸入端， 測量輸出電壓達(dá)到4.99V。經(jīng)檢查分析為穩(wěn)壓芯片 7805輸入端電 容沒有接入，輸入電壓變化太大，造成 7805無法穩(wěn)壓。經(jīng)處理 問題解決。(2) .檢查系統(tǒng)時(shí)鐘是否正常工作

32、，用萬用表直流電壓檔測量 XTAL1與AXTAL滿端間的電壓，檢測到電壓若為2.5V左右，則視為正常工作。(3) .檢查復(fù)位電路是否正常工作。4.2 仿真結(jié)果通過Protues軟件仿真結(jié)果如下圖六所示36 / 35I-J3巖設(shè)山錨幫"”股RP1：*7：&I II;:1 -wx：RWtD Pfl WMJInviKi M 9HKI：MS rawwKZDM ng rmn2-IALZ 打門*2,41 a WHnjirnrKlXiTi-FvwMijyifsmWT圖五：仿真結(jié)果圖（五）實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得體會(huì)5.1 實(shí)驗(yàn)總結(jié)在實(shí)踐的過程中，我們需要自己查閱相關(guān)的資料文獻(xiàn)，在設(shè) 計(jì)之前，我們都會(huì)

33、有一種比較盲目的心情，當(dāng)查閱了大量的資料 之后才會(huì)產(chǎn)生設(shè)計(jì)的大概輪廓，現(xiàn)在我們能夠得到相關(guān)資料的渠 道有圖書館的相關(guān)書籍和期刊，相關(guān)網(wǎng)站提供的免費(fèi)信息等等， 在搜尋這些資料的時(shí)候，難免會(huì)感覺到很繁瑣，而且在查閱資料 的盲目階段，更容易對(duì)自己的設(shè)計(jì)喪失信心，我們只有拿出不怕 苦累的精神才能戰(zhàn)勝短期的挫折。確定好設(shè)計(jì)雛形后，我們要做 的是開始篩選資料，把我們能用到的資料都篩選出來，再在篩選 出來的資料中選擇比較權(quán)威的資料深入應(yīng)用到自己的設(shè)計(jì)中，例如在本設(shè)計(jì)中選定芯片時(shí)， 我們應(yīng)當(dāng)注意到一些小細(xì)節(jié)方面的問 題，我們選擇查詢渠道時(shí)，最好還是選擇利用網(wǎng)絡(luò)資源來解決這 部分的問題，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前資源更新速

34、度最快的渠道，選用的 一些芯片當(dāng)然也比較容易買到，如果我們選用查閱書籍等來完成芯片的查詢，很有可能會(huì)買不到相應(yīng)的芯片，在本設(shè)計(jì)中如果我 們選用了 AT89C52的話就會(huì)遇到這樣的問題， 因?yàn)锳T89C52已經(jīng) 停產(chǎn)了，雖然在部分的電子元器件商店還能買到這樣的元器件， 但是相對(duì)于還沒有取代器件的 STC89C5抹說其可實(shí)現(xiàn)性就便小 了很多。我個(gè)人感覺我們專業(yè)開設(shè)能夠應(yīng)用的專業(yè)課程開設(shè)得比較 晚，當(dāng)然這些問題是學(xué)校的教育體制的問題，我們無力左右，在 學(xué)習(xí)該門課程之前我們只學(xué)習(xí)過電路分析基礎(chǔ)、模擬電子電路、 數(shù)字電子電路、以及一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，而且學(xué)習(xí)的時(shí)間也比較少，大部分的時(shí)間都被一些普修課程占

35、據(jù)，大二才開始學(xué)習(xí)專 業(yè)基礎(chǔ)課程，迄今能夠?qū)W習(xí)到的專業(yè)知識(shí)是十分有限的，雖然如 此，我們也應(yīng)當(dāng)把學(xué)到的有限知識(shí)學(xué)會(huì)應(yīng)用到我們的設(shè)計(jì)領(lǐng)域， 我們學(xué)習(xí)過模擬電子電路、數(shù)字電子電路等課程，我們就應(yīng)當(dāng)熟 練的掌握簡單模塊選擇和整合，例如我們?cè)谶x擇晶振模塊時(shí)，我 們應(yīng)當(dāng)注意到芯片的晶振頻率，雖然我們學(xué)過MS-C51的晶振是6MHz但是并不是所有的芯片品振都是 6MHz甚至還有一些芯片 是內(nèi)置品振的，更笨就無須提供外部品振，在本設(shè)計(jì)中我們選用 的是芯片STC89C52所以需要提供外部晶振電路，品振頻率為 12MHz而不是6MHz5.2 實(shí)驗(yàn)總結(jié)雖然我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)的東西還只是一些很不起眼的東西，但是 學(xué)習(xí)都是

36、有一個(gè)過程的，并非一蹴而就、一步登天。我們只有把 基礎(chǔ)打好，在不懈的摸索中發(fā)掘?qū)W習(xí)的愛好和實(shí)踐的樂趣。我們所學(xué)到的內(nèi)容和我們?cè)谕饨缃佑|到的一些知識(shí)多少都會(huì)存在一 些差異，因?yàn)橹R(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用在本質(zhì)上本來就存在著很大的區(qū) 別，俗話說：想到和做到完全是兩碼事，這也教會(huì)了我們?cè)趯W(xué)習(xí) 的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的總結(jié)，為更好的實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。學(xué) 院開設(shè)的課程有限，我們接收到的知識(shí)也是有限的，但是我們有無限的能力去學(xué)習(xí)無限的知識(shí)， 在設(shè)計(jì)過程中，我們可以向大四 的學(xué)長請(qǐng)教我們所遇到的問題， 在本次設(shè)計(jì)中，電路板的印制和 程序的編寫和燒制都是通過向高年級(jí)的學(xué)長請(qǐng)教從而解決的，我們?cè)诿鞯倪^程中一定要?jiǎng)佑米约旱?/p>

37、所有力量去學(xué)習(xí)。面對(duì)那些我們還很少接觸的元器件以及還沒接觸過的電路原理，我們都應(yīng)當(dāng)擺正心態(tài)慢慢的學(xué)習(xí)，慢慢的摸索，同時(shí)，我們還應(yīng)當(dāng)注意： 在學(xué)的過程中我們不能學(xué)得太過死板，我們一定要有創(chuàng)新的理念 和創(chuàng)新的意識(shí)，哪怕只是一點(diǎn)小小的嘗試，哪怕連這一點(diǎn)小小的也失敗了，我們得到的也是成功。附錄程序清單/*名稱：交通燈模擬控制系統(tǒng)編寫：日期：2011.6修改：2次內(nèi)容：通過定時(shí)器進(jìn)行秒計(jì)時(shí)控制路口燈的亮滅，并通過數(shù)碼管顯示時(shí)間*/#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intcodeuchartabl

38、e=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e ; /0-F 共陽極uchar num=0,ii=0,jj=0;/*延時(shí)z ms函數(shù)*/void delay(uint z)/ 延時(shí)函數(shù) z msuint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/*主數(shù)碼管顯示*/void display_zhu(uint y)/顯示部分uint shi=y/10;uint ge=y%10;delay(1)；P1=0x01;P0=tableshi;delay(1);P1=0x02;P0=ta