【正文】 基礎 (第五版 )[M]. 北京 : 高等教育出版社 , 2021:185212 [7] 譚浩強 . C 語言程序設計（第三版） [M]. 北京 : 清華大學出版社 , 202。 ③ 在定時器計數溢出時，在相應的中斷子程序中調用顯示子程序以顯示出 后 方無障礙 物 。 ② 超聲波接收電路采用的是 到 口外部中斷。 造成的 在程序里處理完數據后然數據減去這個三厘米。先增大了發(fā)射超聲波的功率， 上電測試。 程序編譯無誤后，上電測試， 看 效果 調整程序掃描時間。 計算數據時要用到小數，在處理數據時 ， 由于數據類型不一致導致數據錯誤 ，系統也 就無法正常工作。 程序編譯 通過后 后，上電測試，發(fā)現 屏幕不顯示或偶爾有亂碼 并有輕微閃爍 。 （ 1）超聲波 發(fā)射 、接收 部分調試 這 部分主要是通過 c 語言 程序 控制 單片機的 循環(huán)拉高，通過外部中斷 0 來接收反射回來的超聲波。一條信息可以完全占滿存儲空間， 那么循環(huán)就從頭至尾進行。此外， A4 模式中，當電路由錄轉為放時地址計數器復位為 0，而由放轉為錄則不復 位。 RW=0 時為寫操作時間，此時 E=1，開始傳輸數據 ， E=0 數據傳輸結束。 //外部中斷 0關閉 TR0=0。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 .程序如下： 發(fā)射程序： void getDistance() { TR0=0。 模塊時序圖 : 開始 系統初始化：液晶，定時器等 啟動 T1并定時，開 T1 中斷，開外部中斷。錄音內容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲，這個獨一無二的方法是借助于美國 ISD公司的專利 直接模擬 存儲技術 (DAST TM)實現的。 C 之間。DS18B20 數字溫度計是 DALLAS 公司生產的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 圖 41 超聲波測距系統原理框圖 超聲波測距的硬件系統設計 （ 1）電源電路 設計 由于本系統是作為智能小車中的探測障礙物系統，所以采用電池供電，由于單片機的工作電壓在 5V，故需要設計一個穩(wěn)壓電路。 TI／ RI：串行 I／ O 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送／接收后引起。 IT0：外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。當 GATE=1，且 INT1 為高電平時， TR1 置 “1”啟動定時器 1；當 GATE=0， TR1 置 “1”啟動定時器 1。 （ 2） TCON 在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 88H，位地址 (由低位到高位 )為88H 一 8FH，由于有位地址，十分便于進行位操作。 C／ T：定時器／計數器選擇位。這時，可把定時器 l 用于工作方式 2，把定時器 0用于工作方式 3。其中， TL0 既可用作定時器，又可用作計數器，并使用原 T0 的所有控制位及其定時器回零標志和中斷源。 啟動 T1 前， TLl 和 THl 裝入相同的時間常數，當 TL1 計滿后，除定時器回零標志 TFl 置位，具有向 CPU 請求中斷的條件外， THl 中的時間常數還會自動地裝入 TLl，并重新開始定時或計數。 定時器啟動后，定時或計數脈沖加到 TLl 的低 5 位，從預先設置的初值 (時間常數 )開始不斷增 1。 T0 由 2 個定時寄存器 TH0 和 TL0 構成， T1 則由 TH1 和 TL1 構成，它們都分別映射在特殊功能寄存器中，從而可以通過對特殊功能寄存器中這些寄存器的讀寫來實現對這兩個定時器的操作。 EA/VPP： 訪問外部程序存儲器控制信號。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。在 flash編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。在訪問外部程序存儲器或 1 位地址讀取外部數據存儲器（例如執(zhí)行 MOVX 濟南大學畢業(yè)設計 12 DPTR）時， P2 口送出高八位地址。 P1 口： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。 VCC：電源 。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技 術制造，與工業(yè) 80C51 產品指令和引腳完全兼容。 （ 4）數控型控制機：在目前數字控制系統的簡易控制機中，采用單片機可提高可靠性，增強其功能、降 低成本。它們無須傳統的開發(fā)裝置，借助計算機和單片機的高性能，實現了真正的在線仿真。此外，開本的 NEC 公司、日立公司也都推出了各自具有特色的單片機品種。 ② 眾多計算機外圍功能集成，如：提供串行擴展總線： SPI、 I2C、 BUS、 Microwire；配置現場總線接口： CAN BUS。 ① 完善的總線結構： 并行總線： 8 位數據總線、 16 位地址總線及相應的控制總線，兩個獨立的地址空間；串行總線：通信總線 ，擴展總線。 （ 1）芯片化探索階段 20 世紀 70 年代，美國的 Fairchild(仙童 )公司首先推出了第一款單片機 F－ 8，隨后 Intel 公司推出了影響面大、應用更廣的 MCS48 單片機系列。 雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上看，它已具有了微型計算機系統的含義。 圖 23 超聲波傳感器發(fā)射端波形 根據超聲波傳感器等效電路與阻抗特性可知 ， 對發(fā)送傳感器而言 ， 工作于串聯諧振 ， 即諧振頻率 fr 處阻抗 Zr 最低 ， 故能供給最大功率 ， 能用較大振動傳感器 ； 而對接收傳感器而言 ， 工作于并聯諧振 ， 即諧振頻率 fr 處阻抗 Zr 最高 ， 難供大功率 ， 但濟南大學畢業(yè)設計 6 阻抗 Zr 高就能得到較大振幅信號 ， 所以 fr 處用作傳感器其靈敏度高。若反射面為固定的平面物體，則可用作回歸反射式超聲波傳感器的反射板。若被檢測物體相對傳感器的檢測 面為傾斜時，則有時不能檢測到被測物體。%。也就是說 40℃ 時， 聲速相對于20℃ 時改變了 +%， 因此測量距離也會改變約 +%。 在工業(yè)中應用主要采用縱向振蕩。通常有如下三種： 縱波波型：當介質中質點振動方向與超聲波的傳播方向一致時，此超聲波為縱波波型。 因此，本題以單片機 AT89C52 為核心，利用一對 40 kHz 壓電超聲傳感器設計一款體積較小、精度較高、價格低廉、具有溫度補償、實時語音報警以及液晶顯示距離的超聲波倒車防撞報警系統。過去，許多技術因為無法探測到物體組織內部而受到阻礙，超聲波傳感技術的出現改變了這種狀況。 給出了以 AT89C52 單片機為核心的低成本、高精度、微型化數字 倒車雷達 的硬件電路和程序設計方法。 本課題詳細介紹了超聲波傳感器的原理和特性，以及 Atmel 公司的 AT89C52 單片機的性能和特點，并在分析了超聲波測距的原 理 的基礎 上，指出了設計 倒車雷達 系統的思路和所需考慮的問題 。 在工業(yè)方面，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。由于超聲波對光線、色彩和電磁場不敏感，因此超聲波測距對環(huán)境有較好的適應能力，此外超聲波測量在實時、精度、價格也能得到很好的折衷。 2 超聲波傳感器 超聲波傳感器原理和 特性 超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩， 超聲波在介質中傳播可以有不同形式，它取決于介質可以承受何種作用力以及如何對介質激發(fā)超聲波。表面波可以看成是由平行于表面的縱波和垂直于橫波的橫波合成，振動質點的軌跡為一橢圓，在距表面 1/4波長深處振幅最強，隨著深度的增加很快率減，實際上離表面一個波長以上的地方，質點振動的振幅已經很微弱了。 超聲波 特性 （ 1） 空氣溫度的影響 聲波行程時間受氣溫的影響程 程 度為 %/K。5%，會造成聲速 變化 約 177。若被檢測物體的檢測面為平面時，則可檢測透明體。 （ 4）回歸反射式超聲波傳感器的檢測方式 回歸反射式超聲波傳感器的檢測方式與穿透超聲波傳感器的相同，主要用于發(fā) 送器設置與布線困難的場合。 若對發(fā)送傳感器內諧振頻率為 40kHz的壓電陶瓷片 (雙晶振子 )施加 40kHz高頻電壓 ， 則壓電陶瓷片就根據所加高頻電壓極性伸長與縮短 ， 于是發(fā)送 40kHz 頻率的超聲波 ， 其超聲波以疏密形式傳播 (疏密程度可由控制電路調制 )， 其超聲波波形見圖 23所示 。 電源電路 單片機外圍電路 AT89C52 發(fā) 射電路 接收電路 顯示電路 語音報警 電路 超聲波發(fā)射換能器 超聲波接受換能器 障礙物 控制 電路 濟南大學畢業(yè)設計 7 中文 “單片機 ”的稱呼由英文名稱 “Single Chip Microputer”直接翻譯而來。 單片機 發(fā)展階段 單片機 的發(fā)展經歷了探索 完善 MCU化 百花齊放四個階段。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機的體系結構。其特點是 ： ① 滿足嵌入式應用要求的外圍擴展，如 WDT、 PWM、 ADC、 DAC、高速 I/0 等。到目前為止，世界各地廠商已相繼研制出大約 50 個系列 300 多個品種的單片機產品，其中較有代表性的有 Motorola 公司的 680 6802， Zilog 公司的 Z8 系列， Microchip濟南大學畢業(yè)設計 9 公司的 PIC 系列等。 ISP(In System Programming)和 IAP(In Application Programming)方式是兩種先 進的實時在線開發(fā)方式。 濟南大學畢業(yè)設計 10 （ 3）測控系統：用單片機微處理器可以設計各種工業(yè)控制系統、環(huán)境控制系統、數據控制系統，例如溫室人工氣候控制、水閘自動控制、電鍍生產線自動控制、汽輪機電液調節(jié)系統等。 AT 89C52 單片機的特性 功能特性描述： AT89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統可編程 Flash 存儲器。 引腳功能介紹 濟南大學畢業(yè)設計 11 圖 AT 89C52 封裝圖 GND：地 。程序校驗時，需要外部上拉電阻。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。 P3 口亦作為 AT89C52 特殊功能（第二功能）使用，如 表 所示。在 flash 編程時，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。當AT89C52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時， PSEN 將不被激活。 5l 系列單片機有 2 個 16 位的定時器／計數器：定時器 0(T0)和定時器 1(T1)。 （ 1）工作方式 0： 13 位方式由 TL1 的低 5 位和 TH1 的 8 位構成 13 位計數器（ TL1的高 3 位無效）。由 TLl 構成 8 位計數器， THl 僅用來存放時間常數。當 T0 為工作方式 3 時， TH0 和 TL0分成 2 個獨立的 8 位計數器。所以，方式3 是為了使單片機有 1 個獨立的定時器／計數器、 1 個定時器以及 1 個串行口波特率發(fā)生器的應用場合而特地提供的。 GATE 和軟件控制位 TR、外部 引腳信號 INT 的狀態(tài) ， 共同控制定時器／計數器的打開或關閉。 （ 1）定時器控制寄存器 TCON。由軟件清 “0”關閉定時器 1。 IE0：外部中斷 0 請求標志。 T1：定時器／計數器 l 中斷，由 T1 計滿回零引起。進行相關處理后，輸入單片機的 INT0 腳產生中斷，計算中間經歷的時間，根據式 S= 就可得出 相應的距離用來顯示，當然在一些場合也可根據需要，設置距離控制值 ， 以 控制 外部電路 。 濟南大學畢業(yè)設計 18 圖 43 超聲波發(fā)射 接收 部分電路（左上角接 口） （ 3）超聲波 溫度補償電路設計 本部分采用 傳感器 DS18B20實時溫度測量，以矯正溫度變化對測量精度的影響。 C 到＋ 125。一個最小的錄放系統僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數電阻電容組成。其基本工作原理為給予此超聲波測距模塊一觸發(fā)信號后發(fā)射超聲波，當超聲波投射到物體而反射回來時，模塊輸出一回響信號， 以觸發(fā)信號和回響信號間的時間差，來判定物體的距離。公式 : uS/58=厘米或者 uS/148=英寸。//開始計時 } 接收程序： void int0() interrupt 0 { EX0=0。其時序如圖： 圖 12864液晶 時序圖 由時序圖可見， RS=1 實現寫數據操作； RS=實現寫命令操作。后續(xù)操 作根據所選用的模式可從其 它的地址開始。 A3（信息循環(huán)） —— 循環(huán)重放位于存儲空間起始處的那條信息。 超聲波測距軟件系統的調試 在硬件系統測試正常后，開始進行軟件 部分 的調試。然后在調用顯示子程序，從 液晶屏 顯示出距離。 檢查程序發(fā)現，由于計數 器值 的單位是 us。 采用 串行 的方式送入數據，用 進行實時顯示。 先從發(fā)射頭的發(fā)射功率開始入手。 因此 可以通過程序里對測量的數據加以修正就可以減小這個誤差 ，我分析這個誤差是由于在程序執(zhí)行語句時延時大約 6us,有 6us*34000cm/s= 得知正好是兩厘米的誤差。 ① 超聲波發(fā)射部分電路采用單片機內部直接 產生方波并從 口輸出 。 這樣處理才能使系統正常