【正文】 同時控制定時器產(chǎn)生超聲波脈沖并計時 。超聲波經(jīng)反射物反射回來后，由傳感器接收端接收， 當收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在單片機的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算 距離，結(jié)果輸出 給數(shù)碼管 顯示。 (1)查閱相關(guān)資料，理解最小系統(tǒng)、 超聲波 發(fā)射電路、超聲波接收電路 和 數(shù)碼管顯示 電路 等結(jié)構(gòu)和工作原理。 (2)介紹硬件部分（ 單片機最小系統(tǒng)、 超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路 和 數(shù)碼管 顯示 電路）的組成與工作原理， 且 畫出單片機 最小系統(tǒng)、 超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路 和 數(shù)碼管 顯示 電路 框圖 。 (3)介紹 軟件部分的組成 ，以及它的流程圖、時序圖。 (4)編寫程序，把其程序燒入硬件中，完成 數(shù)碼管 的顯示，以及它的流程圖和時序圖。 (5)編寫整個系統(tǒng)的程序，編譯生成， 調(diào)試 直至完成原先預(yù)想的結(jié)果為止。 (6)根據(jù)論文格式，要求完成論文。福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 3 第二章 硬件設(shè)計 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)原理框圖 整個硬件部分由最小系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、顯示電路等模塊組成。各探頭的信號經(jīng)單片機綜合分析處理，實現(xiàn) 超聲波測距儀 的各種功能。 軟件部分主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序等部分 組成。圖 為 系統(tǒng) 原理框圖。 定 時 器控 制計 算傳 輸調(diào) 制計 時4 0 K 振 蕩增 益 放 大超 聲 波 發(fā) 射超 聲 波 接 收障礙物圖 系統(tǒng) 原理框圖 上圖中 單片機 STC89C52 負責 提供脈沖 ，超聲波測距模塊 負責數(shù)據(jù)的采集，數(shù)碼管顯示器負責 顯示所測得的距離 。 超聲波測距儀的工作原理 超聲測距儀是根據(jù)超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時。通過不斷檢測產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射超聲波和接收到回波的時間差，然后求出距離。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速與溫度有關(guān)，下表列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆?法加以校正。 表 為超聲波傳播速度與溫度福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 4 的關(guān)系表。 表 超聲波傳播速度與溫度關(guān)系表 項目 數(shù)值 溫度 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 100 聲速 /( m?s) 313 319 325 332 338 344 350 356 361 367 388 由表可知溫度越高，傳播速度越快，而且不同溫度下傳播速度差別非常大，對測量精度要求不高時，可認為超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s。 單片機 最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)（或最小應(yīng)用系統(tǒng)），是指用最小的元件組成的 單片機可以工作的系統(tǒng)。對 52 系列單片機來說，最小系統(tǒng)一般包括：單片機、晶振電路、復(fù)位電路。單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差，然后求出距離。單片機最小系統(tǒng)其作用主要是為了保證單片機系統(tǒng)能正常工作。 其原理圖如圖 所示。 P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RxD10P31/TxD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40GND20U1STC89C52123456789RM110*8R310KVCCVCCRSTXTAL1XTAL2P10P11P12P13P14P15P16P17P21P22P23P24P25P26P27P20P00P30P31P32P33P34P35P36P37P01P02P03P04P05P06P07C530PC630PCRY112MXTAL1XTAL2R210K2 31 4BT0BUTTON+C410UFVCCRST 圖 單片機最小系統(tǒng)原理框圖 說明： STC89C52 具有如下特點： 40 個引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中 斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個 全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 （ 1） STC89C52 共有 40 個引腳（其中有 32 個 IO 口。接地占 1 個，電源占 1 個，晶振電路占 2 個， EA 引腳占 1 個，復(fù)位電路占 1 個，剩余 2 個沒用）。 （ 2） STC89C52 供電電源為 +5V。 （ 3） 晶振電路：為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號， 晶振 為 12MHz。 （ 4） 復(fù)位電路： 是單片機正常運行的一個必要部分，復(fù)位電路應(yīng)該保證單片機在上電瞬間進行一次有效的復(fù)位，在單片機正常工作時將 RST 引腳置低。此外通 過一個按鍵進行手動復(fù)位，在單片機運行不正常時使用 福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 5 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管簡介 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“ 8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管（共陰極與共陽極字型碼如圖 所示）。 本論文數(shù)碼管顯示電路采用的是共陽極數(shù)碼管，由四位 LED 組成動態(tài)掃描電路。 共陽極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。 圖 數(shù)碼管的共陰極與共陽極字型碼 數(shù)碼管動態(tài)顯示原理 共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮，當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。 動態(tài)顯示能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且 功耗 更低。 動態(tài)掃描時，由 STC89C52的 P0 口控制 LED 的當前顯示位。當距離測量結(jié)束并調(diào) 用顯示程序，就會顯示距離大小，顯示兩位小數(shù)。顯示電路如圖 。 231T318550231T328550231T338550231T348550R31330R32330R33330