【正文】 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借 閱。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。由于 NE555 工作時(shí)，使能端 4要接 9V 電壓，而單片機(jī)輸出 5V，因而用 LM393 比較器進(jìn)行比較，使 NE555 的工作由單片機(jī)控制。 3 圖 33 40KHz超聲波發(fā)動(dòng)和電路三 超聲波接收及信號 處理電路方案論證確定 方案 2：采用 集成電路 CX20206A 構(gòu)成超聲波接收電路，如圖 35。此電路外圍元件較少，靈敏度可靠性較高 ，故選擇此方案。 方案 2：使用 ISD1700 系列的語音芯片，該芯片是 SPI 串口通信，是 ISD1400 系列的升級版，功能較完善。所以語音模塊上選用此方案，電路圖見圖 37。 5 圖 38 電源電路 A本畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)如下（圖 39）： 圖 39 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 B設(shè)計(jì)說明 ： 根據(jù)生活的一些自然現(xiàn)象，可知超聲波以一定速度 (v=340m/s 左右 )在空氣中傳播，如果超聲波在前方遇到障礙物時(shí)則被 反射返回。然后把距離送到 LCD 顯示，也可以把距離用語音報(bào)出來。 NE555P 的第 3 腳輸出端驅(qū)動(dòng)超聲波換能器 Lf 的一端并接非門CD4069 的一端 ,CD4069 第 2 端接超聲波換能器 Lf 的另一端使之發(fā)射出超聲波信號，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制超聲波的發(fā)送。單片機(jī)開啟外部中斷使定時(shí)器關(guān)閉，定時(shí)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間，通過運(yùn)算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離，這時(shí)通過 BCD碼轉(zhuǎn)換把十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，并通過查表把距離顯示在 Nokia5510LCD 液晶 器上。 電路中用到的 CX20206A 是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。 8 單元電路設(shè)計(jì)原理與元件參數(shù)選擇 （ 1） 超聲波模塊 A發(fā)送電路： 如圖 3所示，發(fā)送電路主要核心是 NE555P。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的超聲波頻率為 40KHZ，且 TL=TH。這顯然不滿足要求。反之，輸出低電平。實(shí)驗(yàn)證明用 CX20206A接收超聲波 (無信號時(shí)輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。增大電阻 R或減小 C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 5腳：該腳與電源端 VCC 接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率 f0，阻值 越大，中心頻率越低。 8腳： 電源正極， ～ 5V。 2腳：電源負(fù)端 3腳： SCE 芯片使能，允許輸入數(shù)據(jù)。 6腳： DIN 串行數(shù)據(jù)線，輸入數(shù)據(jù)線。通過寫相應(yīng)命令和數(shù)據(jù)，可顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。該工作方式上，通過按鍵操作。而且要微機(jī)控制它的工作，所以它工作方式為 SPI模式。但由于設(shè)備的限制，采用獨(dú)立按鍵錄音。 R2的大小與錄音時(shí)間長短關(guān)系如下表 43： R2（ KΩ） 53 80 100 120 160 錄音時(shí)間（ S） 20 30 37 45 60 表 43 R2與錄音時(shí)間 關(guān)系 由于應(yīng)用在音質(zhì)一般的場合，因此取 R2=80kΩ，圖中其它元件阻值為固定參數(shù)。由于采用 12MHz 的晶振，機(jī)器周期為 1us，當(dāng)主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時(shí)間）按下式計(jì)算即可測得 被測物體與測距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取 20℃時(shí)的聲速為 340m/s 則有： d=（ C*T0） /2=170*T0/10000cm（其中 T0 為計(jì)數(shù)器 T0的計(jì)數(shù)值） 測出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制 BCD碼方式送到 LCD 顯示管顯示，看是否要語音報(bào)距。我們已知的是超聲波的開始 定時(shí)器賦值 給 R0、 R1 調(diào)用雙字節(jié)乘法 調(diào)用雙字節(jié)除法 調(diào)用雙字節(jié)BCD 碼轉(zhuǎn)換。 首先，進(jìn)行雙字節(jié)的乘法， T*170(170 是超聲 波發(fā)送加返回的速度 )得出結(jié) 果是距離，單位是 。 再次，進(jìn)行雙字節(jié) BCD 碼轉(zhuǎn)換。其它的顯示數(shù)據(jù)，無需改變，它是 48X84 的點(diǎn)陣。 19 /************************************************************************ * 函數(shù)原型 : SENDDATA。所以，把 表作成雙字節(jié)表（見程序表 TAB） 。如果遇到有效數(shù)只有一位或 兩位時(shí)，此時(shí)前面有兩個(gè)或一個(gè)零。在本軟件設(shè)計(jì)上也實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)。為了有余波的干擾再次進(jìn)入中斷，在外部中斷服務(wù)子程序中關(guān)斷外部中斷子程序。如果實(shí)現(xiàn)了，做出各個(gè)模塊結(jié)合在一起的主控電路原理圖和各模塊的功能電路圖 （本設(shè)計(jì)語音模塊與總電路不同于一個(gè)電路板上）。檢查無誤之后做出電路板焊上各個(gè)元件。保輸入電壓一段時(shí)間，檢查各個(gè)元件是否正常（比如是否發(fā)熱）。在 LM393 的第 3端接入 5V的電平，用示波器觀察第 1 端是否有幅度 9V波形。如果是，接著第 3端接入低電平，看 1端是否沒波形輸出。如果正確，主控電路板電路正常。錄下之后，用按鍵試播放語音，看語音是否齊全與音質(zhì)如何。需進(jìn)行軟件編寫調(diào)試。需說明的是，在語音模塊上由于是獨(dú)立按鍵下錄音。如果靈敏度太高，那么外界對其干擾很大，可能輕微的振動(dòng)、較高的聲音就能干擾到。所以顯示不穩(wěn)定。因?yàn)槊看伟l(fā)送的時(shí)間和兩個(gè)探頭的距離一樣，所以一值顯顯固定值，其值的大小為兩個(gè)探頭距離加發(fā)送超聲波時(shí)間所傳播的距離。如果是沒有信號發(fā)送，可能是 NE555P、 LM393壞掉，或者是哪邊虛焊。 ⑤不能語音報(bào)距：由于語音模塊與主控電路分開，用引線連接。 23 6 結(jié)論 7 使用儀器設(shè)備清單 計(jì)算機(jī)一臺、示波器、電烙鐵、 012以上的穩(wěn)壓電源、 51 下載器 keil、 progisp、 protel 99 (表 71） 元件名稱 參數(shù) 數(shù)量 元件名稱 參數(shù) 數(shù)量 AT89S51 無 1 電解電容 22uf,1uf， 各 1 CX20206A 無 滌綸電容 1 CD4069 無 1 瓷片電容 330p 1 超聲波探頭 發(fā)送與接收 1對 瓷片電容 22p 2 電阻 1K 5 按鍵 無 12 24 電阻 200,220k 各 1 NOKIA5510LCD 無 1 電阻 4． 7k 3 晶振 12MHZ 1 電阻 10k 5 電阻 80k 1AS ISD1720 無 1 電解電容 470uF 3 LM393 無 1 滌綸電容 ,220J 1 NE555P 無 1 瓷片電容 104 6 LED 1 瓷片電容 103 1 表 71 元件清單表 8 收獲、體會(huì)和建議 收獲與體會(huì) 建議 本次設(shè)計(jì)上，功能基本實(shí)現(xiàn)。等 9 參考文獻(xiàn) 1 張迎新 .單片機(jī)初級教程 —— 單片機(jī)基礎(chǔ) . 北京航空航天大學(xué)出版社 2 張永楓 .單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程 清華大學(xué)出版社 25 10附 錄 主電路原理圖 與 PCB 圖 26 圖 101 主電路原理圖 圖 102 主電路 PCB圖 語音電路原理圖 和 PCB 圖 27 圖 103 語音電路原理圖 圖 104語音電路 PCB圖 硬件電路板外觀圖片 28 圖 105 未上電硬件電路板外觀圖 圖 105 未上電硬件電路板外觀圖 源程序： REVERSE BIT ST_L EQU 60H ST_H EQU 61H ED_LEQU 62H ED_H EQU 63H SR0_L EQU 64H SR0_H EQU 65H SR1 EQU 66H SEND_BIT EQU 67H HZ_SZ_BIT EQU 68H ROW EQU 71H COL EQU 72H SS BIT SCLK BIT MOSI BIT MOSO BIT LCD_SCLK BIT LCD_SDIN BIT LCD_DC BIT LCD_RES BIT LCD_SCE BIT ORG 0000H SJMPMAIN1 ORG 0013H LJMP SUB_1 /************************************************************************** *************** 主程序 *********************************** **************************************************************************/ MAIN1: MOV SP,80H CALL ISD_INT 。LCD 初始化 MOV ST_H,00H 。定時(shí)器的設(shè)置 MAIN: MOV TH1,00H MOV TL1,00H JB ,JM0 CALL ISD_1720 JM0: CLR TF1 CLR F0 SETB EA CLR IT1 SETB TR1 。停止發(fā)送超聲波 SETB EX1 。接收成功標(biāo)志位是不否為 1，如果沒就跳轉(zhuǎn)到 L2 CALL CHENGFA 。距離值更新 JB ,JM1 。百位 CALL LCD_NUM MOV A,51H 。 R2 為最高位 **************************************************************************/ CHENGFA: MOV A,R1 MOV B,11H MUL AB MOV R4,A MOV R3,B MOV A,R0 MOV B,11H MUL AB ADD A,R3 MOV R3,A MOV A,B ADDC A,00H MOV R2,A RET /************************************************************************** * 函數(shù)原型 : CHENGFA * 功 能 : 三字節(jié)除以 1000，除數(shù) R2， R3， R4。使用擴(kuò)展指令。發(fā)送命令 MOV A,00001100B 。一個(gè)數(shù)字由 24 十六進(jìn)制數(shù)組成 MUL AB 。判斷是否反顯 CALL SENDDC1 。尋址 MOV R2,12 。傳送數(shù)據(jù) INC HZ_SZ_BIT 。數(shù)放于 BA CALL JIAFA 。傳送數(shù)據(jù) INC HZ_SZ_BIT 。下半部分 NUM2: MOV A,HZ_SZ_BIT 。偏移量加 1 DJNZ R2,NUM2 DEC ROW 。異或即相同為 0，不同為 1 NOREVERSE: RET /************************************************************************** * 函數(shù)原型 : Lcd_set_xy * 功 能 :