电路图摘要

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底下是我的论文，倒计时是用LED做的，红绿灯是用发光二极管做的
你自己在里面截吧
单片机控制交通灯的设计

论文目录
一、 摘要及关键字、参考文献

二、 方案设计与论证

三、正文：一、功能描述
二、系统硬件电路的设计
三、系统主要程序的设计

四、电路总原理图

五、主程序

一 摘要：
本系统采用单片机、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。设计一个用于十字路口的车辆及行人的交通管理，系统包括左拐、右拐、及行基本的交通灯的功能，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时可由交通手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态。另外，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15s后系统自动恢复正常管理。其他还有 84s与60s通行管理转换等功能。采用数码管与点阵LED相结合的显示方法，既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等。

关键字：
单片机系统（AT89C51）控制8255、交通规则、LED显示、动态扫描、按键输入、分时段调整

参考文献：《单片机课程设计指导》 北京航天航空大学出版社
《基于MCS-51系列的单片机原理的应用设计》 国防工业出版社
《单片机实训教程》 北京大学出版社
《单片机系统原理及应用》
《微机原理及应用》

二 、方案设计与论证
1电源提供方案：
采用独立的稳压电源，此方案稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用

2显示界面方案
采用数码管和点阵LED相结合的方法，因为实际既要求倒计时施主输出，又要求又状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实状况，用数码管与LED分别显示时间和提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。

3输入方案
直接在IO口上接按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余口的资源还比较多。

4主控制方案
采用AT89C51单片机作为控制器，控制8255实行通行倒计时及左拐、右拐、直行、行人通行指示采用单块LCD液晶点阵显示器。这种方案设计占用单片机的端口最少，硬件也少。耗电也最小；

系 统 框 图

正 文
一、功能描述
本系统由单片机系统、键盘、发光二极管、交通灯演示系统组成，单片机作为主控制器用于十字路口的车辆及行人的交通管理，每个方向具有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，计时牌显示路口通行转换剩余时间。另外，在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15s后系统自动恢复正常管理。并有手动控制分时段 84s与60s通行管理转换等功能。
二、系统硬件电路的设计
整套电路系统由控制系统模块、通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、时间显示模块和自动特种车辆控制模块等组成。
1、主控制系统
单片机的P0口用于控制8255。8255的PA口和PB口用于控制南北及东 西的通行灯，。PC口及P3.0~P3.2口用于4组2位LED计时器的控制，特种车通过时使用外中断1口（P3.3），手动自动转换采用P1.0按键。
选择8255的工作方式0，在这种情况下三个端口都可以由程序设置为输入和输出。

2、通行灯输出控制
道口交通灯指示采用高亮度红绿双色发光二极管，左拐、直行、右拐及行人各一个。当发光电流为6mA时，按公式R=(5-1.8)/0.006计算，限流电阻应为510Ω.由于南北通行时双向指示牌相同，因此每个端口应具有12mA的吸收电流能力。图7.4所示为指示灯电路图。

3、时间显示模块
道口通行剩余时间采用高亮红色7段LED发光数码管显示，采用共阳数码管，如用单片机吸收电流驱动，列扫描驱动使用三极管，按每段6mA电流算，全显示字形“8”时，每个数码管需6mA×8=48mA。由于时间显示每个道口相同，4组需192mA，因此设计中采用中功率三极管9012.由于单片机每个断码输出口需吸收24mA 电流，因此在电路设计中也使用了驱动集成块74HC244。其显示驱动电路如图示。
4、特种车辆自动控制模块
自动道口灯在特种车辆到来时能自动关闭所有绿灯，让特种车通过。设计中采用红外线发生器作为特种车的发生器，使用实时中断来影响特种车的通行要求。红外线接收器一般采用电视机上用的一体化红外接收器，具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力.
5、电源电路
由于整个系统采用的电源电压需+5V电压，所以采用不可调的3端稳压器件，用常用的lm7850就可以满足系统电源的要求。LM7850三端集成稳压电源内部由准电压回路、恒流源、过流保护、过压保护和短路保护回路等8部分组成具有低功耗，高效率，波纹系数小，输出电压稳定等优点。

三、系统主要程序的设计
道口交通控制系统程序主要分为以下几个模块：初始化程序、主程序、定时中断程序和特种车实时响应程序等。
1、 初始化程序
初始化程序主要完成内存划，定时器的工作模式、中断方式等的设定。由于子程序调用较多，因此初始化时堆栈指针设于80H处。定时器T0、T1设为16位定时器模式，定时时间位50ms,为秒计时用，T1为通行结束闪烁用。
2、 主程序
主程序要负责总体程序管理功能，实现人机交换设定。由于采用动态扫描方式显示时间，因此主程序大部分时间要调用扫描显示程序。主程序流程图如下图示。

3、 外中断1中断服务程序
经过时，车中发射红外线信号，其信号被道口控制板上的接收器接收，并输出一个低电平处外中断1.中断处理程序流程图如下页图所示。

4、 定时服务中断程序
序主要用于行车与行人的通行指示，按照交通规则，红绿灯控制转换逻辑表如7.1表所列。
南北方向 端口 控制功能 120~110s 110~70s 70~60s 60~10s 10~0s
P*.7 左拐红 0 0 0 1 1
P*.6 左拐绿 1 1 1 0 0/1
P*.5 直行红 1 1 1 0 0
P*.4 直行绿 0 0 0/1 1 1
P*.3 右拐红 0 1 1 1 1
P*.2 右拐绿 1 0 0 0 0/1
P*.1 行人红 1 1 1 0 0
P*.0 行人绿 0 0 0/1 1 1
道口控制字 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H/DDH
东西方向 P*.7 左拐红 0 0 0 0 0
P*.6 左拐绿 1 1 1 1 1
P*.5 直行红 0 0 0 0 0
P*.4 直行绿 1 1 1 1 1
P*.3 右拐红 0 1 1 1 1
P*.2 右拐绿 1 0 0 0 0/1
P*.1 行人绿 0 0 0 0 0
P*.0 行人红 1 1 1 1 1
道口控制字 55H 59H 59H 59H 59H/5DH

通行规则如下：
（1） 车辆南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行时间为1min，各路右拐比直行滞后10s开放。
（2） 车辆南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1min。
（3） 车辆东西向直行、各路右拐，东西向行人通行。东西向通行时间为1min，各路右拐比直行滞后10s开放。
（4） 车辆东西向左拐、各路右拐，行人禁行。通行时间为1min。

表中通行规则，是以给控制红绿灯端口送控制码的方式实现的。它的原理是，将按不同通行规则时的各路口的红绿灯亮灭情况转换为单片机端口控制码。其指示灯功能通过T0定时中断服务程序实现。
定时器T0定时益出中断周期为10ms，中断累计20次（即1s）时对120s倒计时单元减1操作。设计中将4种通行规则分成集中不同的亮灯方式，通过查询秒倒计时单元的数据，实现在不同的时间段给控制端口送不同的控制数据码。控制码分为5个时间段：84—74s、74—58s、58—48s、48—10s、10—0s。交通管理定时功能程序流程图如下页图所示。

5、 调试及性能分析

设计时按红绿交通灯控制程序和特种车辆经过中断程序两大部分电路进行测试。

1、 红绿交通灯控制程序
时器T0，直接按照表7.1中算好的数据码送出来控制灯，观察其逻辑状态是否符合要求。可多次、反复地进行调试，直至逻辑关系正确。值得注意的是，南北方向、东西方向的指示灯要同时调试。
2、 特殊车辆通行时红外线检测电路的调试
在模拟小车中放一块红外发射模块，将示波器输入端接在交通控制灯的红外接收模块的输出引脚上，当小车通过路口时，检测红外线是否被接收。若该脚输出为低电平，则说明可以收到信号，电路正常。
本系统以AT89C51单片机为核心，开发程序调试阶段采用W78E516B进行在线编程及修改，可大大加快调试进度。设计的交通灯可用于十字路口的车辆及行人的交通管理，显示采用2位7段数码管，可以很直观的显示红绿灯的开放和关闭的时间；设计中应用了两种倒计时显示方式， 84S 倒计时适用于车流量较大的城市，60s倒计时可用于中小型城市；功能完整，不仅有普通交通灯的指示功能，还增加了特种车辆自动通行功能。其控制功能和效果与真实道口管理红绿灯完全一致。

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电子密码锁
摘要 本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安
工作，有极高的安全系数。
关键词 电子密码锁 电压比较器 555单稳态电路 计数器 JK触发器 UPS电源。

1 引言
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到单片机方案原理复杂，而且调试较为繁琐，所以本文采用后一种方案。
2 总体方案设计
2.1设计思路
共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。
2.2总体方框图
3 设计原理分析
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电
造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
3.1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路 .
其电路如下图1所示：

图1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路
开关K1~K9是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将IC1~IC4清零，由报警电路送来的清零信号经C25送到T11基极，使T11导通，其集电极输出低电平，送往IC1~IC4，实现清零。
密码修改电路由双刀双掷开关S1~S4组成（如图2所示）, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1458，可以拨动开关S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过S1~S4的选择，也就实现了密码的校验。本电路有16组的密码可供修改。
图2 密码修改电路
由两块74LS112（双JK触发器，包含IC1~IC4）组成密码检测电路。由于IC1处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK端出现了一个负的下降沿，IC1计数，Q端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，IC2~IC3也依次输出高电平，送入与门IC5，使其输出开锁的高电平信号送往IC13的2脚，执行电路动作，实现开锁。
执行电路是由一块555单稳态电路（IC13），以及由T10、 T11组成的达林顿管构成。若IC13的2脚输入一高电平，则3脚输出高电平，使T10导通，T11导通，电磁阀开启，实现开门，同时T10集电极上接的D5（绿色发光二极管）发亮，表示开门，20秒后，555电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容C24使为了提高电磁阀的力矩。
3.2 报警电路
报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过40秒（一般情况下用户输入不会超过），电路报警80秒，防止他人恶意开锁。
电路包含两大部分，2分钟延时和40秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始2分钟计时，超出40秒，电路开始80秒的报警。如图3所示

图3 报警电路
有人走近门时，触摸了TP端(TP端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使IC10的2脚出现低电平，使IC10的状态发生翻转，其3脚输出高电平，T5导通(可以通过R12控制T1的基极电流)，其集电极接的黄色发光二极管D3发光，表示现在电子锁处于待命状态,T6截止，C4开始通过R14充电(充电时间是40秒,此时为用户输入密码的时间，即用户输入密码的时间不能超过40秒，否则电路就开始报警, 由于用户经常输入密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过40秒)，IC2开始进入延时40秒的状态。
开始报警:当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过40秒，IC11的2脚电位随着C4的充电而下降,当电位下降到1/3Vcc时(即40秒延时结束时候),3脚变成高电位(延时时是低电平),通过R15使(R15的作用是为了限制T7的导通电流防止电流过大烧毁三极管)T7导通,其集电极上面接的红色发光二极管D4发亮,表示当前处于报警状态,T8也随之而导通,使蜂鸣器发声,令贼人生怯,实现报警.
停止报警:当达到了80秒的报警时间，IC10的6,7脚接的电容C5放电结束,IC10的3脚变成低电平,T5截止,T6导通,强制使强制电路处于稳态，IC11的3脚输出低电平,使T7,T8截止,蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的T10集电极输出清除报警信号，送至T12（PNP），T12导通，强制使T7基极至低电位，解除报警信号。
3.3 报警次数检测及锁定电路
若用户操作连续失误超过3次，电路将锁定5分钟。其工作原理如下：当电路报警的次数超过3次，由IC9（74161）构成的3位计数器将产生进位，通过IC7，输出清零信号送往74161的清零端，以实现重新计数。经过IC8（与门），送到IC12（555）的2脚，使3脚产生5分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式T=1.1RC计算得出），经T9倒相，送IC6输入端，使IC6输出低电平，使IC13不能开锁，到锁定的目的。电路图如下图4所示：

图4 报警次数检测及锁定电路
3.4 备用电源电路
为了防止停电情况的发生，本电路后备了UPS电源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。其电路图如下图5所示：
220V市电通过变压器B降压成12V的交流电,再经过整流桥整流,7805稳压到5V送往电子切换电路，由于本电路功耗较少，所以选用10W的小型变压器。

图5 电源电路
由R8，R9，R6，R7及IC14构成电压比较器，正常情况下，V+<V- IC14输出高电平，继电器的常闭触点和市电相连；当市电断开，V+>V- IC14输出高电平，由T3，T4构成的达林顿管使继电器J开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证电子密码锁的正常工作（视电池容量而定持续时间）。其电路图如下图6所示：

图6 停电检测及电子开关切换电路
T1，T2构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中D1亮为正在充电，D2为工作指示。由R4，R5，T1构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1，T2导通，实现对其充电；充满后，T1，T2截止，停止充电，同时D1熄灭，电路中C4的作用是滤除干扰信号。其电路图如图7所示：

图7 蓄电池自动充电电路
4 总结与体会

以上为实习期间所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题，譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中；用开关作74LS112的CLK脉冲，不是很稳定，可以调换其它高速开关或计数脉冲；电路密码只有16种可供修改，但由于他人不知道密码的位数，而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁，所以他人开锁的几率很小；电路中未加显示电路，但可通过其它数字模块实现这一功能。这需要一段时间的进一步改进，如果有好的意见，希望老师给以支持。
通过这三周的学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对protel 99、和EWB等仿真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
在实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！

参考文献
[1] 康华光.电子技术基础（第四版）[M].北京:高等教育出版社,1998
[1] 梁宗善.新型集成块应用[M].武汉:华中理工大出版社,2004

㈢ 充电电路原理图解释

上图为充电器原理图，下面介绍工作原理。

1.恒流、限压、充电电路。该部分由02、R6、R8、ZD2、R9、R10和R13等元件组成。当接通市电叫，开关变压器T1次级感应出交流电压。经D4、C4整流滤波后提供约12.5V直流电压。一路通过R6、R1l、R14、LED3(FuL饱和指示灯)和R15形成回路，LED3点亮，表示待充状态：另一路电压通过R8限流，ZD2(5V1)稳压，再由并联的R9、R10和R13分压为Q2b极提供偏置，使Q2处于导通预充状态。恒流源机构由Q2与其基极分压电阻和ZD2等元件组成。当装入被充电池时12.5V电压即通过R6限流，经Q2的c—e极对电池恒流充电。这时由于Ul(Ul为软封装IC型号不详)与R6并联。R6两端的电压降使其①脚电位高于③脚，②脚就输出每秒约两个负脉冲。

使LED2(CH充电指示灯)频频闪烁点亮，表示正在正常充电。随着被充电池端电压的逐渐升高，即Q2 e极电位升高，升至设定的限压值(4.25V)时，由于Q2的b极电位不变，使Q2转入截止，充电结束。这时Q2c极悬空，Ul的③脚呈高电位，U1的②脚输出高电平，LED2熄灭。这时电流就通过R6、R11、R14限流对电池涓流充电，并点亮LED3。LED3作待充、饱和、涓流充电三重指示。

2.极性识别电路。此部分由R12和LEDl(TEST红色极性指示灯)构成。保护电路由Q3和R7等元件构成。假设被充电池极性接反了。

LED1就正偏点亮，警告应切换开关K，才能正常充电。如果电池一旦接反，Q3的I)极经R7获得正偏置，Q3导通，Q2的b极电位被下拉短路而截止，阻断了电流输出(否则电池就会被反充而报废)，从而保护了电池和充电器两者的安全。