【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 E/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部 程 序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它10 可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)的目的。要注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ⑼ EA/VPP：外部訪(fǎng)問(wèn)允許。欲使 CPU 僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH） ， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程電壓 Vpp。 ⑽ PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)時(shí)），每個(gè)機(jī)器周期為兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的 PSEN 信號(hào)。 ⑾ XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 ⑿ XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 4． 3 測(cè)距顯示電路的設(shè)計(jì) LED 數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽(yáng)極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個(gè)陽(yáng)極相連接的發(fā) 光二級(jí)管組成；另一種是共陰極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由四個(gè)陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。其外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示： LED 的管腳和電路原理 11 共陰極 LED 數(shù)碼顯示塊的發(fā)光二極管陰極連接在一起，形成該模塊的公共端（通常稱(chēng)為位選端），因此稱(chēng)為共陰極 LED 數(shù)碼顯示器， 8個(gè)數(shù)碼管的另一端通常稱(chēng)為段選端，當(dāng)顯示器的公共端接低電平，某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接高電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；而共陽(yáng)極LED 數(shù)碼顯示管是將二極管的陽(yáng)極連接在一起，形成共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示塊的公共端，該公共端必須接高電平，同理在共 陽(yáng)極 LED 數(shù)碼顯示塊中如某個(gè)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制 LED，直到下次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的 CPU 時(shí)間少。靜態(tài)顯示中，每個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口，該接口用于筆劃段字型代碼。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)送的字型。顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)再發(fā)送新的數(shù)據(jù)。 另一種方法是動(dòng)態(tài)掃描顯示。由于單片機(jī)本生具有較強(qiáng)的邏輯控制能力，所以采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼并不復(fù)雜。而且軟件譯碼其譯碼邏輯可隨意編程設(shè)定，不受硬件譯碼邏輯限制，采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼地方式能大大簡(jiǎn)化硬件電路結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，它用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。 12 靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的 電路硬件較少；動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線(xiàn)路板空間。 本設(shè)計(jì)的顯示電路采用四個(gè)共陽(yáng) LED 四位數(shù)碼管，位碼用 PNP 三極管驅(qū)動(dòng)。如下圖所示： 測(cè)距顯示電路 4． 4 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 發(fā)射電路主要由 74LS04 和超聲波換能器構(gòu)成，單片機(jī) 端口輸出 40KHZ 方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端可以提高發(fā)射強(qiáng)度 ，如下圖所示。 13 超聲波發(fā)射電路 4． 5 超聲波接收電路的設(shè)計(jì) 超聲波接收電路主要由 CX20206A和超聲波換能器構(gòu)成， CX20206A是一款紅外的專(zhuān)用芯片，考慮到紅外遙控常用的載波頻率 38KH 與測(cè)距的超聲波頻率 40KHZ 較為接近，故利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路，如下圖所示 。 超聲波接收電路 4． 5 探測(cè)電路的設(shè)計(jì) 14 物體探測(cè)電路可以用光電傳感器來(lái)制作。但光電傳感器不能探測(cè)透明的物體，紅外線(xiàn)傳感器在探測(cè)物體時(shí)需要有像人和動(dòng)物那樣與周?chē)幸欢ǖ臏囟炔钸@個(gè)條件。超聲波傳感器則不受這些條件的限制，對(duì)于透明的或其它物體都可以探測(cè)，超聲波傳感器探測(cè)物體由直接方式和反射探測(cè)方式。 直接探測(cè)方式的接收 /發(fā)射器要相互配置，如果接收到超聲波（有信號(hào)電壓）時(shí)，說(shuō)明接收 /發(fā)射器中間沒(méi)有被測(cè)物體。反之， 接收不到超聲波（無(wú)電壓信號(hào)）時(shí)，則中間有被測(cè)物體。發(fā)射探測(cè)方式的接收 /發(fā)射器可以較近配置，有反射波時(shí)，說(shuō)明存在被測(cè)物體，發(fā)射探測(cè)方式的接 收 /發(fā)射器有單獨(dú)使用與共用兩種方式，共用方式就是一個(gè)超聲波傳感即用作接收器，也用作發(fā)送器，但需要收發(fā)切換電路。 本設(shè)計(jì)就是以 AT89S51 單片機(jī)為核心。它采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、發(fā)射子程序、接收子程序、定時(shí)子程序、顯示子程序等模塊組成。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式下，當(dāng)按下測(cè)量鍵時(shí)，主程序開(kāi)始調(diào)用發(fā)射子程序、查詢(xún)接收子程序、定時(shí)子程序，并把測(cè)量結(jié)果用顯示子程序在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。雖然用一個(gè)單獨(dú)計(jì)時(shí)器電路也可以測(cè)量超聲波的傳輸時(shí)間，但利用 AT89S51 單片機(jī)可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，便于操作和直 觀讀數(shù)。 為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在軟硬件上采用 一些特殊措施。主程序框圖如下所示： 15 主程序框圖 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過(guò) 端口發(fā)送 2 個(gè)左右的超聲波信號(hào)頻率約 40KHZ 的方波，脈沖寬度為 12us 左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器T0 打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距器主程序利用外中斷 0 檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（ INT0 引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0 停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返 回信號(hào)，則定時(shí)器 T0 溢出中斷將外中斷 0 關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 2 以表示此次測(cè)距不成功。 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作，如16 下圖所示： 定時(shí)中斷子服務(wù)子程序 外部中斷服務(wù)子程序 軟件程序見(jiàn)附錄二 17 6．調(diào)試 6． 1 硬件調(diào)試 當(dāng)設(shè)計(jì)好硬件電路之后，在 Protues 中畫(huà)好電路圖，然后進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行調(diào)試之前，先與設(shè)計(jì)的硬件電路圖對(duì)照一下，看有沒(méi)有畫(huà)錯(cuò)，都確定之 后調(diào)試，調(diào)試無(wú)誤之后，即可在萬(wàn)能板上焊接。 當(dāng)焊接的時(shí)候，仔細(xì)對(duì)照仿真圖，焊接完了之后再檢查一遍，看有沒(méi)有多焊、漏焊以及錯(cuò)焊等情況。在檢查的過(guò)程中要預(yù)防集成片CX20206A與超聲波接收電路中的超聲波接收傳感器 R 的管腳接錯(cuò)了，同時(shí)在檢查的時(shí)候要注意硬件電路中各管腳是否有焊接在一起的情況，若有錯(cuò)誤改正即可。 在調(diào)試的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)沒(méi)什么現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)查閱資料，我發(fā)現(xiàn)超聲波發(fā)射和接收電路中所使用的傳感器 T/R4016（ T 發(fā)射 /R 接收）在焊接時(shí)應(yīng)保持兩傳感器的中心軸線(xiàn)并行并相距 48cm，而我在焊接時(shí)并無(wú)注意，改正 之后，繼續(xù)檢查，又發(fā)現(xiàn)超聲波接收電路中的超聲波接收傳感器的正極端接地了，改正后再經(jīng)檢測(cè)沒(méi)有什么太大問(wèn)題。 6． 2 軟件調(diào)試 在 Keil 軟件中輸入軟件程序，當(dāng)軟件程序的主程序以及各部分子程序都編完之后，進(jìn)行軟件編譯。 在編譯的過(guò)程中，下面提示框中提示有幾個(gè)錯(cuò)誤，找到相應(yīng)的錯(cuò)誤區(qū)域之后，再對(duì)比之前的程序，發(fā)現(xiàn)在輸