【正文】 頭發(fā)射超聲波時(shí)，接收探頭會(huì)引起強(qiáng)烈的感應(yīng)信號(hào)，因此必須將其隱去。發(fā)射電路由 555 多諧振蕩器和數(shù)字功率放大器組成。接受電路主要由回波放大接收電路及比較電路組成。如圖 13 中的（ 3）所示，其前上升沿使 A1 輸出低電平， S =0， R =1， Q=1， 0INT =0（負(fù)跳變）；即 0INT 獲得負(fù)跳沿信號(hào)， CPU 響應(yīng)中斷請(qǐng)求，使 T0 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，記數(shù) 值 N 送存 RAM。因此，通常接收探頭會(huì)引起強(qiáng)烈的感應(yīng)信號(hào)。發(fā)射電路由脈沖產(chǎn)生電路和發(fā)射電路組成。其中，脈沖變壓器對(duì)脈沖電壓變換值的大小直接影響測(cè)距范圍，應(yīng)盡量提供脈沖變壓器副邊電壓幅 值。接收部分電路由檢波電路、濾波放大電路和整形電路組成。濾波放大電路采用二階帶通濾波放大器，一級(jí)和二級(jí)濾波放大電路采用相同的結(jié)構(gòu)和參 數(shù)。發(fā)射波形如圖 17，傳感器的振蕩波形要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，理論上信號(hào)的幅度時(shí)指數(shù)上升的， Q 各周期后達(dá)到滿幅度的 95%， 個(gè)周期后達(dá)到 99%。 傳感器發(fā)射電壓大小主要取決于發(fā)射信號(hào)損失及接收機(jī)的靈敏度，綜合各種損耗的因素，包括往返傳播損失，聲波傳輸損失，聲波反射損失，環(huán)境噪聲損失，接收預(yù)放大單元的作 用是對(duì)有用的信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制其它的噪聲和干擾，從而達(dá)到最大信噪比，以利檢測(cè)單元的正確檢測(cè)。我們可以近似的將其作為白噪聲處理，根據(jù)已有知識(shí)，輸入為已知信號(hào)加白噪聲的條件下，匹配濾波器的輸出信噪比最大。放大器組成框圖如圖 18，采用三級(jí)放大電路。在測(cè)量近距離時(shí)，模擬開關(guān)閉合，發(fā)射信號(hào)可以進(jìn)入接收通道；測(cè)量遠(yuǎn)距離時(shí)，模擬開關(guān)斷開，發(fā)射信號(hào)不可以進(jìn)入接收通道。比較適合本設(shè)計(jì)需要。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)通常作為系統(tǒng)的最前端，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 AT89C52 的內(nèi)部 RAM 擴(kuò)展為 256 字節(jié)，其中高 128字節(jié)，位于從 80H 開始的地址空間中，稱為 IDATA 存儲(chǔ)區(qū)，但 IDATA 區(qū)的訪問只能是間接尋址方式。而定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的控制和狀態(tài)位單獨(dú)位于， I2CON、 T2MOD，江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁(yè) 共 44 頁(yè) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 12 在 16 位捕獲方式或自動(dòng)重新裝載方式下的捕獲 /重載寄存器組是（ TCA02H、 RCAP2L）。 P0~P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中， P0 端口（ 32~39 腳）被定義為 N1 功能控制端口，分別與 N1 的相應(yīng)功能管腳相連接， 13 腳定義為 IR 輸入端， 10 腳和 11 腳定義為 I2C 總線控制端口，分別連接 N1 的 SDAS（ 18 腳）和 SCLS（ 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板 CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能 。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè) INT1: 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，接前方測(cè)距電路。 : 用于顯示輸出，接顯示器。 : 用于顯示輸出，接顯示器。 : 用于連接 IN3。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一反相放大器輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，則此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入。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。 AT89C52的 RST 引 腳為復(fù)位引腳，只要在 RST 引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。這特別適合于應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)干擾大、電壓波動(dòng)大的工作環(huán)境，并且，當(dāng)系統(tǒng)有多個(gè)復(fù)位端時(shí)，能保證可靠地同步復(fù)位。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。 超聲波發(fā)射電路和接受電路 本 設(shè)計(jì)采用的是 HCSRO4 超聲波測(cè)距模塊 [12]，它有發(fā)生電路和接受電路構(gòu)成。本模塊可提供全套測(cè)距程序： C51，PIC18F877，超聲波 LCD1602 顯示，超聲波 LCD12864 顯示，數(shù)碼管顯示，串口顯示等，測(cè)距參考程序。綜合課題的實(shí)際要求以及考慮單片機(jī)的接口資源，采用 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符 。 報(bào)警電路 報(bào)警電路的作用是當(dāng)小車與障礙物之間的距離達(dá)到初始設(shè)置距離的時(shí)候， 蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 24顯示電路 圖 25 系統(tǒng)報(bào)警電路 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁(yè) 共 44 頁(yè) L298N 驅(qū)動(dòng)電路 L298N 為 SGSTHOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)部包含 4 信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)二相或 1 個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè) HBridge 的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo) TTL 邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機(jī)的 IO 端口來提供模擬時(shí)序信號(hào)。 1腳和 15 腳發(fā)射極分別引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路圖如圖 27 所示。單片機(jī)利用聲波傳播速度和發(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)控制顯示模塊，顯示出具體的距離。在系統(tǒng)硬件中，已經(jīng)完 成了發(fā)射電路、接收電路、檢測(cè)電路、顯示電路、門限檢測(cè)的設(shè)計(jì)。 （ 3） 信號(hào)處理。經(jīng)軟件處理得到的距離送顯示輸出，用 1602 液晶表示。整個(gè)系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn)可以分為主程序、中斷服務(wù)程序幾個(gè)主要部分。 （ 1）脈沖的產(chǎn)生與超聲波發(fā)射。 //超聲波發(fā)送 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè) 前方測(cè)距電路的輸入端接單片機(jī) 端口，單片機(jī)執(zhí)行上面的程序后，在 端口輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，經(jīng)過三極管 T 放大，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭發(fā)出脈沖超聲波，且持續(xù)發(fā)射。選定的是 INT0 口，工作方式為脈沖方式。 前方測(cè)距電路的 輸出端接單片機(jī) INT0 端口，中斷優(yōu)先級(jí)最高。為了得到發(fā)射信號(hào)與接收回波間的時(shí)間差，要讀出 T0 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，然后存儲(chǔ)在 RAM 中，而且每次發(fā)射周期的開始，需要對(duì)計(jì)數(shù)器清零，以備后續(xù)處理。部分源程序，顯示流程圖和報(bào)警流程圖如圖 32 和 33 所示。 顯 示 程 序蜂 鳴 器 報(bào) 警單 片 機(jī) 數(shù) 據(jù) 處 理測(cè) 試 距 離 小 于 設(shè)定 值返 回YN 圖 33 報(bào)警流程圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè) 部分源程序如下： sbit temp_control=P2^3。 //減鍵 uchar num。 uchar code table4[16]= worthy System 。039。239。439。639。839。.39。M39。 //存放距離值 unsigned long S_flag = 20。 uint temp_control_m。x) for(y=110。 for(。 } } } void write_(uchar ) //寫地址 { lcdrs=0。 lcden=1。 P0=date。 lcden=0。 write_(0x0c)。 write_(0x01)。 IN3 = 1。 baojing = 1。軟件調(diào)試時(shí)，不同的 CPU，其匯編語言有可能有所差異，所以不易移植。在這步完成后應(yīng)該確定其 I/O 口的分配，時(shí)鐘的選擇和各輸入信號(hào)的邏輯性及給出系統(tǒng)所需的信號(hào)。 第二步：在計(jì)算機(jī)上，利用 KILE 軟件對(duì)第一步輸入的源程序進(jìn)行編譯，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼。對(duì)于和系統(tǒng)硬件緊密相關(guān)的程序，則需要軟件，硬件同時(shí)進(jìn)行調(diào)試，將程序燒入 CPU，然后將 CPU 插入系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)硬件故障排除故障，發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，修改程序，消除邏輯錯(cuò)誤。從表中的數(shù)據(jù)開，雖然受到了溫度的影響，此系統(tǒng)是無法避免的，但從全部數(shù)據(jù)來看，本設(shè)計(jì)的絕對(duì)誤差都不較小，也比較穩(wěn)定。在沒有做 畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。在設(shè)計(jì)的過程中遇到很多問題，可以說是困難重重，必須要一一解決。 首先我要誠(chéng)摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師朱雷老師 ，每次遇到難題，我最先做的就是向老師尋求幫助。 最后，我要向百忙中之中抽時(shí)對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝！ 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 32 頁(yè) 共 44 頁(yè) 附錄 1 原理圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 33 頁(yè) 共 44 頁(yè) 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 34 頁(yè) 共 44 頁(yè) 附錄 2 元件清單 序號(hào) 名字 型號(hào) 數(shù)量 備注 1 單片機(jī) AT89C52 1 雙列直插 2 40 腿雙列直插底座 1 供單片機(jī)用 3 電容 104 2 4 晶振 12M 1 5 電容 30pF 2 6 電解 100uF 2 7 排阻 10K 1 8 電阻 1K 5 9 發(fā)光二極管 3mm 紅 綠 4 10 電容 2 11 按鍵 12*12*6 1 12 電阻 4 13 三極管 PNP9012 1 14 電阻 2K 1 15 開關(guān) 1 16 超聲波模塊 收發(fā)，發(fā)射 1 17 LCD 液晶顯示屏 1602 1 18 芯片 L298N 1 19 蜂鳴器 5V直流 1 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 35 頁(yè) 共 44 頁(yè) 附錄 3 源程序 include //器件配置文件 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit TX = P1^0。 sbit IN1 = P1^2。 sbit ENA = P1^6。 //報(bào)警距離設(shè)計(jì)按一次為距離設(shè)計(jì)，按兩次為正常工作狀態(tài) sbit temp_1=P2^2。 //顯示位數(shù)計(jì)數(shù) uchar table1[16]= Distance= 。 uchar table5[16]=Dis_Setup= CM。,39。,39。,39。,39。,39。,39。}。 //存放報(bào)警距離值，初始值為 20cm unsigned long temp_value。 //控制按鍵次數(shù) void delay(uint n) //延時(shí) 1MS { uint x,y。y0。ms。 P0=。 delay(5)。 delay(5)。 } void init() //液晶初始化 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 38 頁(yè) 共 44 頁(yè) { lcden=0。 delay(20)。 delay(20)。 IN4 = 0。 //關(guān)閉報(bào)警 temp_value = S_flag。 IN4 = 0。 ENA = 0。 ENB = 0。 TL0=0。 disbuff[0]=11。 //單位 m 位 disbuff[1]=S%1000%100/10。 table1[13]=ASCII[disbuff[2]]。 } /********************************************************/ void zd0() interrupt 1 //T0 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出 ,超過測(cè)距范圍 { flag=1。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } void display_chushi() { write_(0x80)。 delay(5)。num++) { 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 42 頁(yè) 共 44 頁(yè)