贺州学院本科生毕业论文（设计）
在本此的设计当中，LCD1602选择4位的数据口读写，它是作为一个人机交流的界面，通过它，我们能看到红绿灯设定好的显示时间，还可以对当前的时间进行设定，以及忙碌时间段的设定显示。LCD1602液晶有静态显示和动态显示两种，在此用的是动态显示方式
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。LCD1602液晶应用电路如图3.2：
液晶LCD1602DB0EDB1DB2DB3DB4DB5DB6DBA7 BLVSS VCCVCCP25P26P27P00P01P02P03P04P05P06P07VCCBLKV0 RSR/WRP110K 图3.2 LCD1602的电路图
3.2.3 数码管
数码管是由七段发光二极管显示字段组成的显示器件，通常的七段显示器（也有人称为七节显示屏）是由八个发光二极管所组成的，因此也被叫做八段显示器。其中包括七个细长条形的LED及小数点行的LED，显示器的每一段或没一划都有其名称，分别是英文小写的a到f，以及小数点dp（DECIMAL POINT）。七段显示器可以显示包括小数点的0到9数字与部分的英文字母。这种显示块有共阴极与共阳极两种，在此我用的是两位的共阴数码管，如图3.3所示。共阴极LED显示块的发光级管阴极共地，当公共端为低电平，非公共端为高电平时数码管被点亮。七段显示块与单片机接口非常容易，只要将一个8位并行输出门与数码管的引脚相连，另外给公共端低电平即可。8位并行输出门输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通过测试得出其段码如表3.3所示。通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。
图3.3 数码管的管脚和电路原理
十字路口交通灯控制系统
表3.3 七段数码管的显示码
显示字符 0 1 2 3 4 5 共阴极段选码 0x3f 0x06 0x5b, 0x4f 0x66 0x6d 显示字符 6 7 8 9 灭 共阴极段选码 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 0x00
3.3.2.1 LED实现显示单片机数据
用单片机驱动LED数码管有很多种方法，按显示方式分，有静态显示和动态显示。首先介绍静态显示方法。
静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不再控制LED，直到下一次显示时再传送一次新的显示数据。静态显示的数据稳定，占用的CUP时间少。静态显示中，没一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口，该接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把显示的字形代码发送到接口电路，该字段就可以显示发送的字形。要显示新的数据时，单片机再发送新的字形码。
另一种方法是动态扫描显示。动态扫描的方法是用其接口电路把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而没一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接口接收到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是有I/O控制的，由单片机决定何时显示哪一位了。动态扫描用分时的方法轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，没位显示器的点亮时间极为短暂，但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，给人的印象就是一组稳定的显示数据。 3.3.2.2 静态显示和动态显示的比较
这两种显示方式各有利弊：静态显示虽然数据显示稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的电路硬件较多；动态显示需要CPU时刻对显示器进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间
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在一般较为简单的系统中，为了降低成本，动态显示方案具备一定的实用性，也是目前单片机数码管显示中较为常用的一种显示方法。动态显示法是目前各种单片计算机采用的流行方法。其优点是简单,“动态”由软件实现。 3.4 双色LED
双色LED其实就是一种发光二极管，其内部其实是两个管芯； 一般是三个引出线，有共阴和共阳两种封装； 还有正反向并联的封装，只有两个引出线，在此用的是三个引出线的双色共阳发光二极管，原理图如图3.4，当1号脚给低电平，L1亮，假设此时亮的是红色；那么当1号脚不给低电平，而是给2号脚低电平，此时亮的是绿灯；如果1号与2号脚同时给低电平，此时红灯与绿灯同时亮，根据三基色原理（红色+绿色=黄色），此时我们人眼所看到的就是黄色。因此通过这种方法每组交通信号灯就可以比用单色LED灯少用一个I/O口了，在四个方向交通灯中仅用了8个单片机的I/O口。不同的I/O口给不同的电平就会使信号灯亮不一样的颜色，因此通过对P1口给不同的电平后，测出我要使用的颜色灯的位码，做成了一个表，如表3.4。
图3.4 双色的电路图
表3.4 双色灯组成的信号灯表 P1口数据 0x33 0x59 0xA6 0x84 0x22 0x48 0x25 信号灯颜色 东西红南北红 东西绿南北红 东西红南北绿 东西黄南北绿 东西红南北黄 东西黄南北红 东西黄南北黄
一般二极管的点亮电流为5mA至10mA，在5V驱动时，厂家多采用470欧的限流电阻，在电路中采用了1K的电阻，电流也就3～5mA。当然为了更亮一点，可以减小电阻值，当然，二极管的电流不要超出单片机的I/O最大电流。
发光二极管的参数分成三大类：一是电参数；二是光参数；三是极限参数。 3.4.1 电参数
发光二极管的电参数主要有下列几项。
十字路口交通灯控制系统
①正向电压Vf。它是指：在给发光二极管加入规定的正向电流时，发光二极管正极与负极引脚之间的电压降。
②发向耐压Vr。它是指：保证发光二极管不出现反向击穿时所允许给发光二极管加的最大反向电压。
③反向漏电流Ir。它是指：在给发光二极管加上规定的反向偏置电压时，流过发光二极管的反向电流，即从负极流向正极的电流。
④结电容Co。它是指：发光二极管PN结的结电容，一般为小于100PF，此结电容愈小愈好。 3.4.2 极限参数
发光二极管的极限参数关系到发光二极管的安全使用，在使用过程中若超过极限参数，发光二极管将会损坏。发光二极管的极限参数主要有两项：一是极限功率Pm；二是极限工作电流Im。在小电流发光二极管中，极限电流一般小于5MA。
发光二极管的三种参数中，除光参数是它特有的外，其他两项参数的含义与普通二极管相同
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3.5 74HC138译码器
74HC138译码器也是显示译码器：将数字、文字或符号的代码还原成相应的数字、文字、符号并显示出来的电路。74HC138为3线－8线变量译码器，图3.5为其引脚图，表3.5为其功能表。
图3.5.1 74HC138管脚图
图3.5.2 74HC138电路图
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表3.5 74HC138功能表
输入 S1 0 X 1 1 1 1 1 1 1 1 S2’+S3’ X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 C B A X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 输出 Y0’ Y1’ Y2’ Y3’ Y4’ Y5’Y6’Y7’ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
由上表可见74HC138译码器输出低电平有效。为增加译码器功能，除三个输入端C、 B、 A 外，还设置了G1、/G2A，/G2B，使译码器具有较强的抗干扰能力且便于扩展。当G1＝0时，不管其他输入如何，电路输出均为“1”，即无译码输出；只有当G1＝1，且/G2A＝/G2B＝0时，译码器才处于允许工作状态，输出与输入二进制码相对应，如 CBA=110 时，Y6输出低电平。 3.5 74HC573锁存器
74HC573锁存器也叫八进制3态非反转透明锁存器，它是高性能硅门CMOS器件，与LS/AL573的管脚一样，器件的输入是和标准CMOS输出兼容的加上拉电阻，它们和LS/ALSTTL输出兼容。当锁顾存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能端变低时，建立时间和保持时间的数据会被锁存。应用电路如图3.5，11号脚为使能端，接到P27。1号OC脚直接拉地。2到9号脚为输入，12到19为输出，输出端接到了LCD1602的数据端口。