【正文】 序狀態(tài)寄存器 （ PSW）、 指針堆棧 （ SP） 、數(shù)據(jù)指針 （ DPTR） 2. 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是單片機(jī)的 3 大部件之一，主要用來存儲(chǔ)信息（即數(shù)據(jù)與程序）。近年來，又出現(xiàn)了EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器 )和 Flash 型 ROM 存儲(chǔ)器。因此， EPROM 型單片機(jī)是深受研制人員歡迎的。內(nèi)部總線主要由三種不同性質(zhì)的連線組成，它們是地址線、數(shù)據(jù)線和控制線 /狀態(tài)線?？刂?/狀態(tài)線有兩類：一 類是 CPU 發(fā)出的控制命令，如讀命令、寫命令、中斷響應(yīng)等；另一類是存儲(chǔ)器或外設(shè)的狀態(tài)信息，如外設(shè)的中斷請(qǐng)求、存儲(chǔ)器忙和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)等。 單片機(jī)的基本工作原理 單片機(jī)是通過執(zhí)行程序來工作的，機(jī)器執(zhí)行不同程序 就能完成不同的運(yùn)算任務(wù)。指令碼由操作碼 (Operation Code)和地址碼(Address Code)構(gòu)成：操作碼用于指示機(jī)器執(zhí)行何種操作；地址碼用于指示參加操作的數(shù)在哪里。 A←data1+data2 10000000 1111110 80 FE SJMP $。 程序的編制稱為“程序設(shè)計(jì)”。第一條指令的含義 是把 05H 傳送到累加器 A 中；第二條指令是加法指令，它把累加器 A 中的 5 和立即數(shù) 10 相加，結(jié)果保留到累加器 A 中；第三條是停機(jī)指令，機(jī)器執(zhí)行后處于動(dòng)態(tài)停機(jī)狀態(tài)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離，并由單片機(jī)控制顯示出來。 圖 時(shí)序圖 超聲波測(cè)距模塊的發(fā)射端在 T0 時(shí)刻發(fā)射方波，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)收到回波后，產(chǎn)生一 負(fù)跳變到單片機(jī)中斷口，單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，定時(shí)器停止計(jì)數(shù)。 復(fù)位電路 (1)單片機(jī) STC90C52 作為主控芯片，控制整個(gè)電路的運(yùn)行。復(fù)位電路的設(shè)計(jì)圖如圖 示： 圖 復(fù)位電路 （ 2） 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，使 CPU 及各專用存儲(chǔ)器處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，其中把 PC 的內(nèi)容初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序，除了系理工大學(xué)學(xué)士論文 14 統(tǒng)的正常開機(jī)（上電）復(fù)位外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，可按復(fù)位鍵進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位電路由片外和片內(nèi)兩部分電路組成。 數(shù) 據(jù)顯示模塊 顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的 4 位共陽(yáng) LED 數(shù)碼管，斷碼用 74LS244 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP三極管 9012 驅(qū)動(dòng)。 而且，超聲波的測(cè)量是一種比 較理想的 的非接觸式 的 測(cè)距方法。由于 在 常溫下 超聲波 在空氣中的傳播速度 大 約為 340 m/s，所以障礙物到發(fā)射探頭之間的距離為： (31) 因?yàn)?單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)時(shí)實(shí)際上 就 是對(duì)機(jī)器周期 T的計(jì)數(shù)， 而本 設(shè)計(jì)中時(shí)鐘頻率 fosc取 12 MHz，設(shè)計(jì)數(shù)值 N，則 ： (32) (33) (34) 在程序中按 式 (34)計(jì)算距離。 圖 超聲波發(fā)射電路 工作時(shí)，由單片機(jī)產(chǎn)生 40 kHz的脈沖從 口向超聲波的發(fā)射電路部分發(fā)出信號(hào)，2*340 tS ?sfoscT ?112 ??)(** sNTNt ??1 0 0 0 0 0 0*1 7 0**1 7 0 NTNS ??理工大學(xué)學(xué)士論文 16 再經(jīng) 74LS04 放大電路放大后，驅(qū) 動(dòng)超聲波探頭將超聲波發(fā)射出去。 CX20xx6A 芯片的 5 腳在外接電阻對(duì)它的帶通濾波器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且不用再外接其他的電感，能夠很好地避免外加磁場(chǎng)對(duì)芯片電路的干擾，而且它的可靠性也是比較高的。 基本工作原理： (1)采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us 的高電平信號(hào) 。 圖 實(shí) 物 圖 電氣參數(shù) ： 理工大學(xué)學(xué)士論文 18 電 氣 參 數(shù) HCSR04 超 聲 波 模塊 工作電壓 DC 5 V 工作電流 15mA 工作頻率 40Hz 最遠(yuǎn)射程 4m 最近射程 2cm 測(cè)量角度 15 度 輸入觸發(fā)信號(hào) 10uS 的 TTL 脈沖 輸出回響信號(hào) 輸出 TTL 電平信號(hào)，與射程成比例 規(guī)格尺寸 45*20*15mm 超聲波時(shí)序 圖： 圖 超 聲 波 時(shí)序圖 以上時(shí)序圖表明你只需要提供一個(gè) 10uS 以 上 脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將 發(fā)出 8 個(gè) 40kHz 周期電平并檢測(cè)回波 。 注 ： (1)、 此模塊不宜帶 電 連接 ， 若要帶電連 接 ， 則 先讓模塊的 GND 端先 連 接 ， 否則會(huì)影 響 模塊的正常工作。所以系統(tǒng)最小測(cè)量約為 112mm； 程序流程圖如圖 理工大學(xué)學(xué)士論文 21 圖 主程序 流程 圖 開始設(shè)置定時(shí)器工作方式及初值允許 T 0 T 1 中斷 ， 開啟定時(shí)器 1 ， 開啟總中斷計(jì)算距離超出測(cè)距范圍檢測(cè)到反射信號(hào)結(jié)束是否是否理工大學(xué)學(xué)士論文 22 系統(tǒng)主程序如下： void main( void ) { TMOD=0x11。 //2MS 定時(shí) TL1=0x30。 //開啟定時(shí)器 1 EA=1。 //當(dāng) RX 為 1 計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。 TH0=0。 disbuff[1]=10。 disbuff[2]=S%1000%100/10。 //選擇千位數(shù)碼管 P0=discode[disbuff[0]]。 //關(guān)閉千位數(shù)碼管 SMG_b=0。 //清除數(shù)碼管顯示，因是共陽(yáng)型，所以不是 0 SMG_b=1。 //加入短暫延時(shí) P0=0XFF。//查找定義好的數(shù)碼管段值與 P0 口輸出 delay()。 /*******************定時(shí)器 1 溢出 **********************/ void timer1(void)interrupt 2 using 1 {TR1=0。 timer++。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 TX=0。 軟件調(diào)試 系統(tǒng)軟件程序在編寫好之后，可通過編譯軟件對(duì)程序進(jìn)行編譯，變成可執(zhí)行的目標(biāo)文件。 系統(tǒng)調(diào)試 經(jīng)過軟件調(diào)試，程序無誤后，將生成的 .HEX 文件下載到單片機(jī)中。 第四步：點(diǎn)擊 download/下載。 如圖 ,圖 圖 Keil 設(shè)置圖 理工大學(xué)學(xué)士論文 29 STC_ISP 軟件無法 向單片機(jī)寫入程序，并顯示“請(qǐng)給 MCU上電” 遇到這種情況 先檢查是否打開了電源開關(guān)，若開關(guān)打開人不能寫入程序， 一般是系統(tǒng)不兼容該型號(hào)的 USB 轉(zhuǎn) RS232 驅(qū)動(dòng)，建議選擇合適的 轉(zhuǎn)換接口線 理工大學(xué)學(xué)士論文 30 設(shè)計(jì)總結(jié) 在本次設(shè)計(jì)中，我們廣泛借鑒了各種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了整個(gè)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。這使我們意識(shí)到，任何一件產(chǎn)品的產(chǎn)生，都不是單一知識(shí)所能實(shí)現(xiàn)的。了解了超聲波傳感器的原理，學(xué)會(huì)了各種放大電路的分析、設(shè)計(jì)，也掌握了單片機(jī)的開發(fā)過程中所用到的開發(fā)方法和工具。 理工大學(xué)學(xué)士論文 31 致 謝 經(jīng)過 兩個(gè)多月 的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè) 本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì) ，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是 非常困難 的。在此，謹(jǐn)向 隋濤 老師致以誠(chéng)摯的 感 謝 和崇高的敬意。 control requires a certain preload, prone to friction。隨著離校日期已日趨臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。特別是 他每周都會(huì) 詢問 我的 寫作進(jìn)程， 檢查我所查找的資料，并對(duì)這些資料進(jìn)行評(píng)價(jià)，有不足之處他會(huì)不厭其煩的為我指出來， 并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓思路，精心點(diǎn)撥，熱忱鼓勵(lì)。理論總是離不開實(shí)踐的 ， 設(shè)計(jì)制作過程中，盲目地追尋理論知識(shí) 不足以解決所有問題，只有 研究 好 課本 ，并把理論應(yīng)用于實(shí)踐才能做到學(xué)以致用，才能把知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力 。必須有一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，加上 100％的努力才有可能獲得成功的喜悅。比如 未消除溫度 、 氣壓造成的誤差 、硬件電路誤差等。 第六步：斷電后連上測(cè)距模塊，接通電源測(cè)試結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。 第二步：打開 STC_ISP 軟件，并根據(jù)自己情況選擇相應(yīng)端口和波特率以及系統(tǒng)單片機(jī)型號(hào)（本系統(tǒng)采用 STC89C52RC）。所有子程序和中斷程序調(diào)試完 成后，應(yīng)把主程序與它們連接在一起 進(jìn)行整體調(diào)試，檢查各模塊間的相互影響，是否會(huì)出現(xiàn)交叉錯(cuò)誤。本設(shè)計(jì)通過利用 Protel仿真，將編寫的程序用 Keil軟件編譯。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 理工大學(xué)學(xué)士論文 26 _nop_()。 TX=1。 TL1=0x30。 //清除數(shù)碼管顯示，因是共陽(yáng)型，所以不是 0 SMG_g=1。 //關(guān)閉十位數(shù)碼管 SMG_g=0。 //選擇十位 數(shù)碼管 P0=discode[disbuff[2]]。 //查找定義好的數(shù)碼管段值與 P0 口輸出， delay()。 //加入短暫延時(shí) P0=0XFF。 } } 顯示程序 void display(){ unsigned char i=0。 //“” disbuff[3]=10。 S=(time*)。 //計(jì)算 while(1)。 //當(dāng) RX 為零時(shí)等待 TR0=1。 //允許 T0 中斷 ET1=1。 TL0=0。 本次設(shè)計(jì)使用 C 語(yǔ)言編寫程序， C 語(yǔ)言相比匯編有許多的優(yōu)勢(shì)；編譯器使用 Keil ? Version2 進(jìn)行程序編譯， Keil 功能強(qiáng)大使用方便。由此通過發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔理工大學(xué)學(xué)士論文 19 可以計(jì)算得到距離。測(cè)試距離 =(高電平時(shí)間 *聲速 (340M/S))/2。超聲波接收電路如圖 所示。超聲波接收電路主要是由集成電路 CX20xx6A 芯片電路構(gòu)成的，CX20xx6A 芯片電路可以對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波、整形、比較等功能，比較完之后超聲波接收電路會(huì)輸出一個(gè)低電平到單片機(jī)去請(qǐng)求中斷，當(dāng)即單片機(jī)停止計(jì)時(shí)，并開始去進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。 超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射電路是由超聲波探頭和超聲波放大器組成。首先由 超聲波 發(fā)射 探頭向倒車的方向發(fā)射超聲波并同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中 傳播 的途中一旦遇到障礙物后就會(huì)被反射回來，當(dāng)接收探頭 收到反射波后 就會(huì)給負(fù)脈沖到單片機(jī)使其立刻停止計(jì) 時(shí) 。顯示電路如 圖： 圖 顯示電路 超聲波發(fā)射和接收電路設(shè)計(jì) 超聲波是一種 振動(dòng) 頻率超過 20 kHz 的機(jī)械波， 它 可以 沿直線 方向 傳播， 而且傳播的 方向性好，傳播 的 距離 也 較遠(yuǎn)，在介質(zhì)中傳播時(shí) 遇到障礙物在入射到它的反射面上就會(huì)產(chǎn)生反射波 。復(fù)位通常有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方法。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。各部分之間相互協(xié)作，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn) 功能。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路組成超聲波測(cè)距模塊，模塊的輸出輸入端與單片機(jī)相連接，單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連接。 一旦有高電平出處，即在模塊中經(jīng)過放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。 為了弄清單片機(jī)的工作原理，現(xiàn)以如下的 Y=5+10 求和程序來說明單片機(jī)的工作過程。微處理器類型不同，它的指令系統(tǒng)也不一樣。 理工大學(xué)學(xué)士論文 11 表 指令的三種形式 指令的二進(jìn)制形式 指令的十六進(jìn)制形式 指令的匯編形式 01110100 data1 74 data1 MOV A,data1。為此，先從指令程序談起。串行 I/O 用于串行通信，它可以把單片機(jī)內(nèi)部的并行 8 位數(shù)據(jù) (8 位機(jī) )變成串行數(shù)據(jù)向外傳送，也可以串行接收外部送來的數(shù)據(jù)并把它們變成并行數(shù)據(jù)送給 CPU 處理。數(shù)據(jù)線用來傳送 CPU 寫入存儲(chǔ)器或經(jīng) I/O 接口送到輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)，也可以傳送從存儲(chǔ)器或輸入設(shè)備經(jīng) I/O 接口讀入的數(shù)據(jù)。 RAM 主要用來存放實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或作為通用寄存器、數(shù)據(jù)堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器之用。 ROM 型單片機(jī)內(nèi)部，其程序存儲(chǔ)器是采用掩膜工藝制成的，程序