【正文】 RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 8） 具有 EEPROM 功能 9） 具有看門狗功能 10） 共 3個 16位定時器 /計(jì)數(shù)器。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4個 TTL 輸入。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 在對 Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時， P1接收低 8位地址。 P2 作為輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（ ）。 P3端口（ ～ ， 10～ 17引腳）： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 在對 Flash ROM 編程或程序校驗(yàn)時， P3還接收一些控制信號?？撮T狗計(jì)時完成后， RST 引腳輸出 96 個晶振周期的高電平。在 Flash 編程時，此引腳（ ）也用作編程輸入脈沖。這一位置“ 1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時有效。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 /VPP（ 31 引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。在 Flash 編程期間， 也接收 12 伏 VPP 電壓。傳感器依據(jù)聲波波長和發(fā)射及接 收 回波的時間差就能肯定傳感器探頭與物體之間的間隔。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，利用壓電效應(yīng)的原理，壓電效應(yīng)有逆變效應(yīng)和順 變 效應(yīng)，超聲波傳感器是可逆元件，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆 變 效應(yīng)的原理。若外部施加的極性 相反，壓電陶瓷在厚度方向上伸長，在長度方向上縮短。這兩處的支點(diǎn)就成為振子振動的節(jié)點(diǎn)。超聲波以疏密波形式傳播，傳送給超聲波接收器。 基本工作原理： (1)采用 I/O 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號 ； (2)模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過 I/O 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲 波從發(fā)射到返回的時間。公式： us/58=厘米或者 us/148=英寸；或是：距離 =高電平時間 *聲速（ 340m/s） /2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。 STC89C52RC 單片機(jī) 發(fā)出短暫的 40kHz 信號，經(jīng)放大后通過超聲波換能器輸出；反射后的超聲波經(jīng)超聲波換能器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對此信號鎖定，產(chǎn)生鎖定信號啟動單片機(jī)中斷程序，讀出時間 t，再由系統(tǒng)軟件對其進(jìn)行計(jì)算、判別后，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果被送至 LED 數(shù)碼管進(jìn)行顯示 。 用單片機(jī)驅(qū)動 LED 數(shù)碼顯示分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。這樣單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送 到 接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。而且軟件譯碼其譯碼邏輯 可 隨意編程設(shè)定，不受硬件 譯碼邏輯的限制。 靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時間，但每個顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動電路，使用電路硬件較多：動態(tài)顯示需要 CPU 時刻對顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用 CPU 時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 因?yàn)?P1 口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以與數(shù)碼管相連時要加上上拉電阻。 報(bào)警信號由單片機(jī) 口輸出，提供聲 光 報(bào)警信號，電路由電阻 R R三極管 Q蜂鳴器 BUZ發(fā)光二極管 D1 組成，倒車?yán)走_(dá)的報(bào)警電路包括兩部分，一部分是發(fā)光電路部分，另一部分是響鈴電路部分。此電路包括電阻 R發(fā)光二極管 D二極管 1N414按鈕 K USB 插口組成。超聲波探頭必須采用與發(fā)射探頭對應(yīng)的型號，關(guān)鍵是頻率要一致，本設(shè)計(jì)采用與發(fā)射端同型號的壓電式超聲波傳感器，否則將因無法產(chǎn)生共振而影響接收效果，甚至無法接收。為了不使放大器的輸出信號過強(qiáng)而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動電平限制電路，對前置放大器的增益進(jìn)行自動限制。 ? 檢測器：將返回的超聲波的包絡(luò)解調(diào)回來。 47 超聲波接收電路 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射電路包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射電路兩個部分，探頭（又稱超聲波換能器）選用壓電式，可采用軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無需驅(qū)動電路，但缺點(diǎn)是靈活性低。 74LS04 是一個高速 CMOS 六反相器，具有放大作用，具有對稱的傳輸延遲和轉(zhuǎn)換時間，而相對于 LSTTL 邏輯 IC，它的功耗減小 很多。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極 間 未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片振動，使 機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器。距離的計(jì)算公式為： S=Ct/2 （ 41） 其中， S 為被測物與 發(fā)射點(diǎn) 的距離， C 為聲速， t為聲波來回所用的時間。由于常溫下超聲波在空氣中的傳播 速度 約為 340m/s，所以由公式 （ 41） 知發(fā)射點(diǎn)距離障礙物之間的距離為： S=340t/2=170t (42) 在啟動 發(fā)射電路的同時啟動單片機(jī)內(nèi)部的定時器 T0，利用定時器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到 反射波的時間。 51 距離計(jì)算流程圖 讀取時間值 計(jì)算距離 結(jié)果輸出 開外部中斷 返回 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 其部分源程序如下： void Conut(void) { time=TH0*256+TL0。 //算出來是 cm S=time*。 //“ ” disbuff[1]=10。 //十位 disbuff[2]=S%1000%10 %10。要檢測返回信號必須在啟動發(fā)射信 號后 毫秒才可以檢測，這樣就可以抑制輸出的干擾。下 面是部分主程序 void main( void ) {TMOD=0x11。 //2ms 定時 TL1=0x30。 //開啟定時器 EA=1。 //當(dāng) RX為 1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。超聲波發(fā)射程序比較簡單，主要包括 T0 中斷服務(wù)程序和超聲波接收中斷服務(wù)程序 。 定時中斷入口 返回 停止發(fā)射 超聲波發(fā)射完否？ 發(fā)射超聲波 定時器初始化 開啟定時器 開啟總中斷 RX=1 計(jì)數(shù) 關(guān)閉計(jì)數(shù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 timer++。 TX=0。 //當(dāng) RX為 1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。并在 LED數(shù)碼管 上顯示距離；如果距離大于 ，數(shù)碼管顯示“ ”；此外只在數(shù)碼管上顯示距離。 include //初始化 include sbit RX=P0^1。 unsigned int time=0。 bit flag =0。 /********************************************************/ void Display(void) //掃描數(shù)碼管 { if(posit==0) {P1=(discode[disbuff[posit]])amp。 if(++posit=3) posit=0。 // S=(time*)/100。 disbuff[0]=10。 //百位 disbuff[1]=S%1000%100/10。 for(h=0。h=150。 for(h=0。h=80。 } if ((S150)amp。 } } /********************************************************/ void zd0() interrupt 1 //T0 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出 ,超過測距范圍 { flag=1。(S600)) { LED=1。 } } if (S=40) //報(bào) 警距離 { LED=0。h++) BEEP=1。 } } if(S=80) { 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 unsigned f=0。h++) BEEP=1。 //個位 } if(S=150) { unsigned g=0。 //“ ” disbuff[2]=10。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 31 S/=58。 TH0=0。} else {P1=discode[disbuff[posit]]。// 斷碼 unsigned char const positon[4]={ 0xdf,0xef,0xf7,0xFB}。 unsigned char posit=0。 sbit LED=P3^2。模塊 TRIG 接 ， ECH0 接 。有信號返回時，通過 I/O 口輸出一高電平，高電平持續(xù)的時 間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間，通過計(jì)算子程序把時間轉(zhuǎn)化為距離。 //當(dāng) RX為零時等待 TR0=1。 TX=1。 TL1=0x30。 //計(jì)算 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 52 主程序流程圖 開始 初始化 等待 RX=0 計(jì)算距離 開中斷 啟動定時 RX=1 發(fā)射超聲波 關(guān)報(bào)警 響鈴并發(fā)光 發(fā)光 顯示距離 距離 =1m 距離 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 超聲波發(fā)送及接收程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 若干個 超聲波脈沖信號（頻率約40KHz 的方波），脈沖寬度為 12μs 左右，同時把計(jì)數(shù)器 T0打開進(jìn)行計(jì)時。 //當(dāng) RX為零時等待 TR0=1。 //允許 T0 中斷 ET1=1。 TL0=0。再把定時器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算就可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的距離。程序首先完成初始化過程，然后是一個重復(fù)的控制發(fā)射信號的過程，即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都判斷在發(fā)射信號后延時等待的過程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來判斷程序的流程。 //“ ” } else { disbuff[0]=S%1000/100。 //算出來是 cm if((S=400)||flag==1) //超出測量范圍顯示“ ” { flag=0。 TL0=0。 讀取時間差，計(jì)算距離。測距時 有安裝在同一位置的超聲波發(fā)射器和接收器完成超聲波的發(fā)射與接收， 由 定時器計(jì)時。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 48 超聲波發(fā)射電路 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 超聲波測距的原理：超聲波發(fā)生器 T 在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。 壓電式超聲波換能器是利用 壓電晶體的諧振來工作的。本系統(tǒng)將 40 KHz 方波信號分成兩路，分別由 74LS04經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。 40KHz 的超聲波是利用 LC 震蕩電路振蕩產(chǎn)生的 。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈活性好，但需要設(shè)計(jì)一個驅(qū)動電流 為 100mA河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 以上的驅(qū)動電路。 接收的回波信號先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號調(diào)整到合適的幅值；再經(jīng)過帶通濾波器濾波得到有用信號，濾除干擾信號；最后由峰值檢波器和整形電路輸出到鎖相環(huán) 電 路，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時。 ? 限度放大器：當(dāng)信號太強(qiáng)時為了防止放大器過載，限制高電平振幅，同時也可消除寄生調(diào)幅干擾。 集成芯片 CX20206A 內(nèi)部電路由前置放大器、自動偏置電平控制電路、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和整形輸出電路組成。 RXD經(jīng)二極管接通接收器， TXD 接通發(fā)送器。當(dāng) 測量值高于設(shè)定的報(bào)警值時，停止發(fā)出報(bào)警聲響。 這里三極管的作用是開關(guān)作用。電路由電阻 R R R R三極管 Q Q Q Q4 組成。它用分時的方法輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個顯示器輪流的點(diǎn)亮。 另一種方法就是動態(tài)掃描顯示。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的 CPU 時間少。二者原理不同但功能相同。 2） 、測距時，被測物體的面積不少于 平方米且平面盡量要求平整，否則影響測量的結(jié)