【正文】 2 個通用工作寄存器，用于邊界掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器 / 計數(shù)器 (T/C),用提供片內(nèi) /外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用串行接口， 8 路 10 位具有可選差分輸入級可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的ADC ，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，一個 SPI 串行端口，以及六個可以通過軟件進(jìn)行選擇的省 12 電模式。由于其先進(jìn)的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞 吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。顯示單元由 4個 8段數(shù)碼管組成，為了減少整個系統(tǒng)的功耗，采用了由單片機(jī)軟件譯碼，動態(tài)顯示，實(shí)時顯示每個斷點(diǎn)到起點(diǎn)的距離以及整個運(yùn)行過程的時間 。輸出端電容 C4用來改善瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)特性。如果電源電壓不穩(wěn)定會引起直流放大器的零點(diǎn)漂移、交流燥聲增 大、測量儀表的測量精度降低等。 2. 濾波電路 10 a) 整流輸出的電壓是一個單 方向脈動電壓，雖然是直流，但脈動較大，為了得到平滑的直流電壓波形，必須采用濾波電路，以改善輸出電壓的脈動性，常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波、復(fù)式濾波等，此處采用電容濾波。電路圖 如圖9所示 。 鍵盤 (1)電路組成 :我們將鍵盤設(shè)定為對下載數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)位 ,所以 鍵盤輸入單元采用獨(dú)立式鍵盤，由 3個按鍵組成，其中 兩 個 按鍵與 Atmega16芯片的 PB PB6口相接，另一個按鍵與 Atmega16芯片的 RESET口相接。 因?yàn)檩斎攵送ㄟ^集成運(yùn)放的輸入電阻接地，故同相比例運(yùn)算電路的輸入電阻很大， 1R 的大小對信號源影響不大，但如果太小，當(dāng) FR 很小時，會影響輸出電壓。 根據(jù)閉環(huán)增益方程 ....1 Ff ????? 6 求 f.? 對 .? 的導(dǎo)數(shù)，得 2....)1(1Fdd f????? 即微分 2....)1( Fdd f????? 閉環(huán)增益的相對變化量為 ......)1(1???????? fff dFd 上式表明，負(fù)反饋的引入使放大器的放大倍數(shù)穩(wěn)定性提 高到了 )1( .. F?? 倍，而且負(fù)反饋越深，穩(wěn)定性越高。 (2)電路工作原理 : 紅外發(fā)光管 D1 發(fā)射出的紅外光 ,在遇到前面的障礙物反射后 ,由紅外接收管 TPS708 接收 ,此時 TPS708會產(chǎn)生一個與光強(qiáng)相對應(yīng)的電流。 紅外接收電路 (1)電路組成 :紅外接收驅(qū)動電路是由紅外接收管 D2和兩個電壓串聯(lián)負(fù)反饋模擬運(yùn)算放大電路組成的模塊 。硬件結(jié)構(gòu)電路圖如圖 3所示： Atm16 LED 顯示 鍵盤接口 報警 紅外接收電路 紅外發(fā)送電路 4 圖 3 硬件結(jié)構(gòu)電路圖 各硬件電路設(shè)計 紅外發(fā)射電路 (1)電路組成：紅外發(fā)射驅(qū)動電路 是由一個簡單的共射放大電路和一個作為開關(guān)的三極管電路組成的模塊。 應(yīng)用：汽車防撞系統(tǒng)。由此得 sfc???2r 對于φ≥π，相 位測量是多值的，故可測量的最大距離 rmax 2 由下式確定sfc4rmax? 距離測量精度： sfc????? 4r 0 例如：假定發(fā)射器調(diào)制頻率為 fs=2 MHz，相位測量精度為△φ =177。在紅外儀器中，對接收到的紅外圖像總需要通過光電或熱電方法轉(zhuǎn)換成電信號，然后在轉(zhuǎn)換成可見圖像以人眼直接觀察判讀。紅外技術(shù)是光學(xué)的一個應(yīng)用分支，光學(xué)中的幾何光學(xué)和物理光學(xué)同樣是紅外系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。在硬件設(shè)計中 ，介紹了紅外測距實(shí)現(xiàn)的構(gòu)想，給出紅外測距硬件電路原理圖，并說明了紅外發(fā)射驅(qū)動電路、紅外接收驅(qū)動電路、報警電路、鍵盤、電源電路、 LED 顯示電路工作原理及 ATmega16 單片機(jī)的管腳分配。 濱江學(xué)院 學(xué)年論文 題 目 基于單片機(jī)的紅外線測距系統(tǒng) 院 系 濱江學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號 20212305061 指導(dǎo)教師 職 稱 講師 二Ｏ一二 年 十二月 二 日 目 錄 1 引言 ................................................................................................. 1 ..................................................... 1 ..................................................... 2 ............................. 3 2 測距 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 .......................................................................... 3 ........................................................ 3 電路設(shè)計 ................................................................ 4 紅外發(fā)射電路 ........................................................... 4 紅外接收電路 .......................................................... 5 報警 .......................................................................... 7 鍵盤 .......................................................................... 8 電源 ......................................................................... 8 LED 顯示說明 ......................................................... 10 單片機(jī) ..................................................... 11 3 測距 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 ........................................................................ 12 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖 ......................................................... 12 各程序設(shè)計函數(shù)說明 ..................................................... 14 主程序模塊 ............................................................ 14 設(shè)定輸入 / 輸出引腳 ............................................ 15 A/ D 轉(zhuǎn)換模塊 ...................................................... 16 LED 動態(tài)掃描顯示模塊 ......................................... 16 UART 操作的基本函數(shù) .......................................... 17 鍵盤處理模塊