【文章內(nèi)容簡介】 有的語音資源、程序代碼都存放在一顆 SPCE061A 片內(nèi) Flash 當中；當語音播報時，如檢測到左后方有障礙物，則用語音播放：“左后方”，如右后方有障礙物，則語音播方“右后方”； 霍爾傳感器是利用霍爾效應實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點，在機車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對測速裝置的要求是分辨能力強、高精度和盡可能短的檢測時間。發(fā)電機轉(zhuǎn)速的檢 測方案可分成兩類：用測速發(fā)電機檢測或用脈沖發(fā)生器檢測。測速發(fā)電機的工作原理是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺\行可靠，但體積大，精度低，且由于測量值是模擬量，必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后讀入計算機。脈沖發(fā)生器的工作原理是按發(fā)電機轉(zhuǎn)速高低，每轉(zhuǎn)發(fā)出相應數(shù)目的脈沖信號。按要求選擇或設計脈沖發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能檢測。 At89C2051管腳圖 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 3 系統(tǒng)總體方案介紹 本系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心，使用凌陽科技教育推廣中心的 61 板，三個超聲波測距模組依次排布，組成線陣的傳感器陣列；另外，接有轉(zhuǎn)接板、發(fā)光二極管顯示模塊。 系統(tǒng)組成以下圖所示： 圖 SPCE061A 單片機作為主控芯片，通過 I/O 端口來控制 CD4052，以選擇不同的傳感器通道；本方案采用 IOB0 和 IOB1 控制 CD4052 的 A0和 A1，而 IOB2 作為檢測超聲波模組返回的信號， IOB3 作為控制超聲波模組發(fā)射超聲波信號的使能控制端口。這樣通過 CD4052的通道切換，就可以利用較少的端口來完成多個模組的切換使用了。 另外，超聲波測距模組采用的是脈沖測量法，其實是測量發(fā)射超聲波的時刻與接收到反射回波信號的時刻之間的時差，利用超聲波在空氣中傳播速 度已知的條件，計算出被測目標與傳感器之間的距離。而為了保證測量的可靠，檢測回波信號時，采用 SPCE061A 的外部中斷對回波的上升沿進行檢測，而且利用定時器 B進行計時。在顯示控制方面，系統(tǒng)分別利用 IOA IOA IOA10 三個端口控制三個發(fā)光二極管。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 4 第二 章 系統(tǒng)硬件設計 本系統(tǒng)采用 SPCE061A 單片機作為主控制器，傳感器模塊采用“超聲波測距模組”。另外，為了使這三個傳感器模塊能夠組合在一起，并且可靠的工作，還需要一個轉(zhuǎn)接板，可以利用 4052 模擬開關(guān)器件制作； 需要外接三個發(fā)光二極管。下面 分別介紹這些模塊的特性。 SPCE061 芯片特性 SPCE061簡介 SPCE061A 是性價比很高的一款十六位單片機，具有易學易用、效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標準 C語言，可以實現(xiàn) C語言與匯編語言的互相調(diào)用，并且，提供了語音錄放和語音識別的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件： SPCE061A 片內(nèi)還集成了一個 ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件 資源 ，用戶可以利用它對芯片進行真實的仿真；而程序的下載 也是通過該接口實現(xiàn)。 下圖為 SPCE061A 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 5 芯片特性 位μ’ nSP 微處理器； ：內(nèi)核工作電壓 VDD 為 ~(CPU)， IO 口工作電壓 VDDH 為VDD~(I/O)； 時鐘： ~； 2K 字 SRAM； 32K 閃存 ROM； ； ； 態(tài)下 (時鐘處于停止狀態(tài) )，耗電小于 2μ ； 個 16 位可編程定時器 /計數(shù)器 (可自動預置初始計數(shù)值 )； 個 10 位 DAC(數(shù) 模轉(zhuǎn)換 )輸出通道； 位通用可編程輸入 /輸出端口； 個中斷源可來自定時器 A / B，時基， 2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒； ； SACM_S240 方式 ( 位 /秒 )，能容納 210 秒的語音數(shù)據(jù)； PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號； 實時時鐘； 通道 10 位電 壓模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)和單通道聲音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器； 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風放大器和自動增益控制 (AGC)功能； ； (LVR)功和低電壓監(jiān)測 (LVD)功能； (ICE， In Circuit Emulator)接口。 電源模塊 SPCE061A 的內(nèi)核供電為 ，而 I/O端口可接 也可以接 5V，所以在電源模塊（ 61板上）中有一個端口電平選擇跳線，如圖 ，但是為了本系統(tǒng)可以可靠的工作，需要給61板外接 5V 的電源，并將 61 板的端口電平選擇為 5V，即 J5用跳線帽將 V5 和 VDDH 短接。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 6 下圖為 61 板上的電源模塊圖。 圖 由于本系統(tǒng)需要的端口高電平為 5V，所以圖 當中的 J5 跳線需要跳到 1和 2上。 放音模塊 語音提示。放音利用的是 SPCE061A 內(nèi)部的 DAC，電路如圖 所示。和 LM386 相比，SPY0030 還是比較有優(yōu)勢的，比如 LM386 工作電壓需在 4V 以上，而 SPY0030 僅需 (兩顆電池 )即可工作； LM386 輸出功率 100mW 以下， SPY0030 約 700mW。其 他特性請參考 SPY0030的數(shù)據(jù)手冊。 圖 SPCE061A 精簡開發(fā)板（簡稱 61 板）主要功能模塊如下： 單片機最小系統(tǒng)外圍電路模塊； ； （包含 MIC 輸入、 DAC 音頻功放輸出）模塊； 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 7 ； ； 、下載接口模塊； 下圖為 61 板的實物圖 圖 圖 超聲波測距模組 超聲波諧振頻率發(fā)生電路，調(diào)理電路 NE555 和電容電阻組成的電路產(chǎn)生 40KHz 的方波，以使超聲波傳感器產(chǎn)生諧振；而后面的 CD4049 則對 40KHz 頻率信號進行調(diào)理。 PLUS_EN1 是超聲波信號發(fā)射的使能控制端口，當該端口接低電平時，模組將不能發(fā)射超聲波信號，即 40KHz 的方波。 圖 、調(diào)理電路 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 8 超聲波回波接受處理電路 超聲波接收處理部分電路前級采用 NE5532 構(gòu)成 10000 倍放大器，對接收信號進行放大；后級采用 LM311比較器對接收信號進行調(diào)整，比較電壓為 LM311 的 3管腳處，可由 J1跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測距模式。在放大器與比較器之間用 PNP 三極管（ 8550）作為通路選擇，本方案需要將此通路選擇跳線短接上，即把 J2 短接，固定使三極管導通即可。 圖 超聲波測距模組電源接口 J7為超聲波測距模組的外部電源接口，最高電壓不要超過 12V， J9 為電源選擇跳線，VCC_5 即為由 61板通過 10PIN 排線引入模組的電源； VCC 即為模組的放大器、調(diào)理電路供電電源。當用戶使用 61 板 為其供電時，要把 VCC 與 VCC_5V 短接（本方案的用法）；而使用外部電源時 要把 VCC 與 VCC_IN 短接。 圖 超聲波測距模式選擇跳線 模組提供了測距模式選擇跳線 J1，可以選擇短距測量模式、中距測量模式，或距離可調(diào)模式。跳線選擇 LOW 時為近距測量模式，選擇 HIG 時為中距測量模式；選擇 SET 時為距離可調(diào)模式。本方案采用可調(diào)方式，即選擇 SET 的模式，并將調(diào)節(jié)模組上的電位器，將比較電壓調(diào)至 ~（保證模組測 距能在 ~ 的范圍都能正常工作即可）。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 9 圖 轉(zhuǎn)接板 轉(zhuǎn)接板電路 前面已簡單介紹了轉(zhuǎn)接板的作用，這里介紹一下它的原理圖，如圖 所示。 圖中 J1直接與 61 板的 J6相接，即與 61板的 IOB 口低八位接口相接，可知圖中的 VDD為 61 板供電，即 5V；而 A0 和 A1 分別接 SPCE061A 的 IOB0 和 IOB1，以控制 CD4052 的兩個地址位，以控制通道的選通。 IOB2 接 PLUS_B，作為回波信號的檢測輸入，不過經(jīng)過 CD4052的選通，接到哪一個模組，由 IOB0 和 IOB1 的輸出決定；同樣 COM_EN 為超聲波測距模組的信號發(fā)射使能控制，接到 SPCE061A 的 IOB3。 CD4052 的另外一端，接出 COM_EN1/2/3 分別接三個模組的發(fā)射使能，另外還用三個 10K的電阻下拉到地，以保證沒有選通的模組不會發(fā)射出超聲波信號。 J J J4 分別接三個超聲波測距模組的 J8 接口。 圖 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 10 顯示電路 顯示電路較為簡單，直接使用三個 I/O 口控制三個發(fā)光二極管。如圖 所示： 圖 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 11 第 三 章 系統(tǒng) 軟件設計 軟件結(jié)構(gòu) 本方案的軟件系統(tǒng)主要包含下列模塊： 超聲波測距程序：負責超聲波測距的控制、結(jié)果計