【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 72H LCD 即將顯示數(shù)據(jù)的起始縱坐標(biāo) 00H 表 44 單片機(jī)地址單元分配表 13 ①軟件系統(tǒng)總流程圖（圖 45）： 45 ②設(shè)計(jì)思路說(shuō)明 : 主程序框圖如圖所示，主程序首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化， 設(shè)置定時(shí)器 T0 工作模式為16 位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 0。然后調(diào)用超聲波發(fā)射子程序送出超聲波脈沖，為避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 對(duì)液晶寫(xiě)相應(yīng)字 開(kāi)啟外部中斷 定時(shí)器賦值 開(kāi)啟定時(shí)器，發(fā)送超聲波 定時(shí)滿否？ 沒(méi) 收到回波？ 距離運(yùn)算 LCD 顯示 關(guān)閉定時(shí)器 關(guān)閉中斷 否 是 沒(méi) 語(yǔ)音報(bào)距 ? 1720 語(yǔ)音操作 14 接波觸發(fā)，需延遲一段時(shí)間，保持電平 左右，也就是超聲波頻率大約為 40KHZ，連續(xù)發(fā)送 15 個(gè)波形（這也是超聲波測(cè)距離會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因）后，才打開(kāi)外中斷 1 接收返回的超聲波信號(hào)。由于采用 12MHz 的晶振，機(jī)器周期為 1us，當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間）按下式計(jì)算即可測(cè)得 被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取 20℃時(shí)的聲速為 340m/s 則有： d=（ C*T0） /2=170*T0/10000cm（其中 T0 為計(jì)數(shù)器 T0的計(jì)數(shù)值） 測(cè)出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制 BCD碼方式送到 LCD 顯示管顯示，看是否要語(yǔ)音報(bào)距。一個(gè)流程之后又反回繼續(xù)發(fā)送超聲波?? 軟件各功能模塊的流程圖設(shè)計(jì)及思路說(shuō)明 （ 1） 距離運(yùn)算模塊 ①軟件功能模塊流程圖設(shè)計(jì)（圖 46）： 圖 46 距離運(yùn)算流程圖 ②設(shè) 計(jì)思路說(shuō)明 ： 在系統(tǒng)中，根據(jù)超聲波的發(fā)送與返回。得到的只有時(shí)間大小，在運(yùn)算模塊中的任務(wù)就是把時(shí)間的大小轉(zhuǎn)換距離的大小。 剛開(kāi)始從定時(shí)器取時(shí)間大小 T，該值可能是 8位或是 16位。我們已知的是超聲波的開(kāi)始 定時(shí)器賦值 給 R0、 R1 調(diào)用雙字節(jié)乘法 調(diào)用雙字節(jié)除法 調(diào)用雙字節(jié)BCD 碼轉(zhuǎn)換。賦值給距離緩沖區(qū) RET 15 傳播距離 V=340m/s。那么距離 S=VT，返回的時(shí)間 T 單位是 us,則有： S =（ C*T0） /2=170*T0/10000cm（其中 T0 為計(jì)數(shù)器 T0的計(jì)數(shù)值） 但是，在 89S51 單片機(jī)中，高運(yùn)算范圍是 8 位，在此中，運(yùn)算最大可能有 24 位的數(shù)值。因此，需進(jìn)行雙字節(jié)運(yùn)算。 首先，進(jìn)行雙字節(jié)的乘法， T*170(170 是超聲 波發(fā)送加返回的速度 )得出結(jié) 果是距離，單位是 。 其次。進(jìn)行雙字節(jié)除法，要顯示的單位是 cm。雙字節(jié)的乘法得出來(lái)的是 單位，需除以 1000 之后單位才是 cm。 再次，進(jìn)行雙字節(jié) BCD 碼轉(zhuǎn)換。時(shí)間經(jīng)過(guò)雙字節(jié)的乘法，進(jìn)行雙字節(jié)除法之后得出來(lái)的距離表示方法是 16 進(jìn)制，需轉(zhuǎn)成十進(jìn)制，讓人更直觀。 （ 1）顯示模塊 ①軟件功能模塊流程圖設(shè)計(jì)（圖 47）： 圖 47 顯示模塊流程圖設(shè) 開(kāi)始 給定新的百位值 RET 給定坐標(biāo)值 顯示百位值 給定新的十位值 顯示十位值 給定新的個(gè)位值 顯示 個(gè)位值 16 ②設(shè)計(jì)思路說(shuō)明： 因?yàn)轱@示是用 LCD 液晶，無(wú)需進(jìn)行動(dòng)態(tài)刷新。所以當(dāng)距離緩沖區(qū)的內(nèi)容改變時(shí)， LCD屏幕上的數(shù)據(jù)更新一下。其它的顯示數(shù)據(jù)，無(wú)需改變，它是 48X84 的點(diǎn)陣。如果需要在特定的位置上顯示特定的數(shù)據(jù)時(shí)，只需準(zhǔn)確給定它的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的值，然后調(diào)用要顯示的內(nèi)容，內(nèi)容就加載到 DDRAM 中 ,接著就進(jìn)行顯示。以下是距離更新的子程序： DPLY_JL: MOV COL,32 ；給定縱坐標(biāo) MOV ROW,2 ；給定橫坐標(biāo) MOV A,50H ；距離百位 CALL LCD_NUM ；調(diào)用寫(xiě)入數(shù)據(jù)子程序 MOV A,51H ；距離十位 CALL LCD_NUM MOV A,52H ；距離個(gè)位 CALL LCD_NUM RET LCD 串口總協(xié)議圖（圖 48）： 圖 48LCD串口總協(xié)議圖 （ 3） 語(yǔ)音模塊 ①軟件功能模塊流程圖設(shè)計(jì)（圖 49）： 17 圖 49 語(yǔ)音模塊流程圖 ②設(shè)計(jì)思路說(shuō)明 ： ISD1720 的 SPI 協(xié)議格式如下圖（圖 410）： 開(kāi)始 百位數(shù)字查表，得出相應(yīng)地址，讀出百位數(shù)字語(yǔ)音 讀出百字語(yǔ)音 十位數(shù)字查表，得出相應(yīng)地址，讀出十位數(shù)字語(yǔ)音 讀出十字語(yǔ)音 個(gè)位數(shù)字查表，得出相應(yīng)地址，讀出個(gè)位數(shù)字語(yǔ)音 RET 距離十位是否為零 ? 距離百位是否為零 ? 是 是 18 圖 410 ISD1720 的 SPI 協(xié)議格式圖 ISD1720 內(nèi)部語(yǔ)音地址分配表（表 45）： 起始地址 結(jié)束地址 存放內(nèi)容（相應(yīng)語(yǔ)音） 11H 13H 0 14H 16H 1 17H 18H 2 19H 1AH 3 1BH 1CH 4 1DH 1EH 5 1FH 20H 6 22H 23H 7 25H 26H 8 27H 28H 9 29H 2EH 厘米 2FH 30H 百 31H 32H 十 表 45 語(yǔ)音地址分配表 ISD1720 的通信是 SPI 方式，所先寫(xiě)個(gè) SPI 通信功能程序（見(jiàn)子程序 SENDDATA）。 每次要寫(xiě)命令或讀取狀態(tài)直接調(diào)用，使用時(shí)方便。 19 /************************************************************************ * 函數(shù)原型 : SENDDATA。 * 功 能 : SPI 串口數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)，一次一個(gè)字節(jié)， * 待發(fā)送數(shù)據(jù)存在 R2,讀取接收 ISD1720 芯片移出的一個(gè)字節(jié) ,接收 * 存在 R2 ***********************************************************************/ SENDDATA: MOV R4,8 SETB SCLK CLR SS NOP NOP LOOP1: CLR SCLK CLR C CALL DELAY_30ns MOV A,R2 RRC A MOV A,R2 MOV MOSI,C JNB MOSO,LOOP2 MOV A,R2 ORL A,10000000B MOV R2,A LOOP2: SETB SCLK CALL DELAY_30ns DJNZ R4,LOOP1 CLR MOSI RET 每次計(jì)算出來(lái)的距離值存在對(duì)應(yīng)緩沖區(qū)內(nèi)，如果需要時(shí)需用語(yǔ)音讀出來(lái)。在語(yǔ)音芯片，它能定點(diǎn)播放（從特定的地址開(kāi)始播放到特定的結(jié)束地址），所以需知道它各個(gè)語(yǔ)音的存放地址和結(jié)束地址。在軟件設(shè)計(jì)上，把各語(yǔ)音段的地址制作成一個(gè)表，每個(gè)語(yǔ)音有兩個(gè)地址，一個(gè)起始地址，一個(gè)結(jié)束地址。所以，把 表作成雙字節(jié)表（見(jiàn)程序表 TAB） 。比如語(yǔ)音“ 0”它的起始地址為 11H，結(jié)束地址為 13H；語(yǔ)音“ 1”它的起始地址為 14H，結(jié)束地址為 17H。 TAB: DB 11H,13H,14H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH,20H,22H,23H,25H,26H,27H,28H,29H,2EH,2FH,30H,31H,32H 在設(shè)計(jì)上，能測(cè)到的距離是三位的數(shù)字，它把距離數(shù)據(jù)存在緩沖區(qū)內(nèi)，包括各位 20 有出現(xiàn)零。語(yǔ)音每次播報(bào)的內(nèi)容來(lái)自距離緩沖區(qū)。如果遇到有效數(shù)只有一位或 兩位時(shí)，此時(shí)前面有兩個(gè)或一個(gè)零。在語(yǔ)音播報(bào)時(shí)，需讓百位或十位的零自動(dòng)去掉 ,讀出有效的距離。還有，如果是三位有效值或兩位有效值，但中間或個(gè)位為零，在我們習(xí)慣中，中間為零時(shí)，通常不加“十”的語(yǔ)音。另外，如果是三位有效值或兩位有效值，個(gè)位為零時(shí)，在習(xí)慣中，就不讀出零的語(yǔ)音。，在本軟件設(shè)計(jì)上也實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)。 （ 4） 中斷服務(wù)子程序 ①軟件功能模塊流程圖設(shè)計(jì)（圖 411）： 圖 411 中斷服務(wù)子程序流程圖 ②設(shè) 計(jì)思路說(shuō)明 ： 當(dāng)進(jìn)入中斷時(shí)，必須馬上關(guān)閉定時(shí)器。避免定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，讓時(shí)間誤差更大，導(dǎo)致結(jié)果誤差加大。接著取定時(shí)器定時(shí)的時(shí)間，該時(shí)間通過(guò)運(yùn)算得到距離結(jié)果。為了有余波的干擾再次進(jìn)入中斷，在外部中斷服務(wù)子程序中關(guān)斷外部中斷子程序。 關(guān)閉定時(shí)器 開(kāi)始 取定時(shí)時(shí)間 關(guān)閉外部中斷 RETI 21 5 安裝與調(diào)試 本系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)部分分硬件與軟件部分，軟件是根據(jù)硬件的方案而編寫(xiě)。 在硬件，先確定各個(gè)模塊所采用的方案然后作出各個(gè)方案的電路原理圖。調(diào)試各各模塊功能是否實(shí)現(xiàn)。如果實(shí)現(xiàn)了，做出各個(gè)模塊結(jié)合在一起的主控電路原理圖和各模塊的功能電路圖 （本設(shè)計(jì)語(yǔ)音模塊與總電路不同于一個(gè)電路板上）。畫(huà)完之后，做出 PCB 圖時(shí)，安裝兩個(gè)超聲波探頭時(shí)應(yīng)保持兩個(gè)探頭中心軸線平行相距 48CM。其它元件無(wú)特殊要求。 檢查 PCB 圖與電路原理圖是否一致。檢查無(wú)誤之后做出電路板焊上各個(gè)元件。焊完之后，對(duì)照?qǐng)D看是否有焊錯(cuò)，確認(rèn)無(wú)誤后通額定的電壓（輸入端輸入 12V 左右）。然后用萬(wàn)用表測(cè) 7809 和 7805，看它們的輸出端是否分別為 9V、 5V。如果是，電源電路正常。保輸入電壓一段時(shí)間，檢查各個(gè)元件是否正常（比如是否發(fā)熱）。 各個(gè)模塊安裝完成之后，在輸入端接上 12 左右的電壓。用示波 器觀察單片機(jī) 119端是否有 12MHZ 波形。如果有，單片機(jī)正常工作。在 LM393 的第 3端接入 5V的電平，用示波器觀察第 1 端是否有幅度 9V波形。如果有，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 RT RT2，使 1端輸出頻率為 40KHZ，且高低電平時(shí)間相等。頻率調(diào)完成之后，用平滑堅(jiān)硬的東西擋在兩個(gè)超聲波探頭前，距離大約 10cm 左右。此時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè) CX20206A 第 7端的電平，看是否為低。如果是，接著第 3端接入低電平，看 1端是否沒(méi)波形輸出。如果是，此時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè) CX20206A 第 7 端的電平，看是否為高。如果以上皆是，則超聲波發(fā)送與接收電路都可以。在顯示上，檢查一下單片機(jī) 接到 NOKAI5510LCD 上的線是否正確。如果正確，主控電路板電路正常。 當(dāng)主控電路板正確后，檢查語(yǔ)音模塊。先通過(guò)獨(dú)立按鍵模式下是否有實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。如果有，用獨(dú)立按鍵的方法錄下各個(gè)需要的語(yǔ)音，數(shù)字語(yǔ)音“ 0、 9”和“百、十、厘米”語(yǔ)音。錄下之后，用按鍵試播放語(yǔ)音，看語(yǔ)音是否齊全與音質(zhì)如何。如果可以，該電路正常。硬件安裝調(diào)試完成。 硬件安裝調(diào)試完成之后。需進(jìn)行軟件編寫(xiě)調(diào)試。用 KEIL 軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，根據(jù)各個(gè)功能模塊的軟件設(shè)計(jì)思 路寫(xiě)出相應(yīng)的軟件程序，生成 HEX 文件，用 progisp 軟件工具燒寫(xiě)到單片機(jī)。首先，先一個(gè)一個(gè)模塊的燒寫(xiě)到單片機(jī)，過(guò)過(guò)不斷修改，讓每個(gè)模塊的功能實(shí)現(xiàn)。之后，把每個(gè)模塊結(jié)合在一起，也通過(guò)修改，讓整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)。需說(shuō)明的是，在語(yǔ)音模塊上由于是獨(dú)立按鍵下錄音。所以，各