【文章內(nèi)容簡介】 開 始與 超 聲 波 模 塊 T R I G 相 連 引 腳 ( P 3 . 1 或 P 3 . 5 或 P 3 . 7 ) 置 高 電 平精 確 軟 件 延 時(shí)1 0 μ S檢 測 與 超 聲 波 E C H O 相 連 引腳 是 否 為 高 電 平打 開 定 時(shí) 器 T R O檢 測 與 超 聲 波 相 連 引腳 是 否 為 高 電 平檢 測 與 超 聲 波 E C H O 相 連 引腳 是 否 為 低 電 平關(guān) 閉 定 時(shí) 器 T R O根 據(jù) 公 式 計(jì) 算 距 離返 回 測 得 距 離 值NYYN與 超 聲 波 模 塊 T R I G 相 連 引 腳( P 3 . 1 或 P 3 . 5 或 P 3 . 7 ) 置 低 電 平 圖 210 超聲波驅(qū)動流程圖 如圖 210 首先我們控制單片機(jī)使與超聲波模塊 TRIG 引腳相連的 I/ 或 或 為高電平，然后通過精確軟件延時(shí) 10us 后拉低。此時(shí)開始 檢測與超聲波模塊 ECHO 引腳相連 I/O 是否為高電平，根據(jù)圖 29 時(shí)序圖可知，回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。如果 I/O 此時(shí)被拉高，那我們立刻開啟定制器 TRO=1 開始計(jì)時(shí)。當(dāng)檢測到 ECHO 為低電平是我們關(guān)閉定時(shí)器 TRO=0。通過讀取特殊功能寄存器 THO 和 TLO 獲取時(shí)間。由公式： S=（ 340*t） /2 可以計(jì)算出距離。其中 t 為 ECH0 高電平的時(shí)間， S 表示距離。此時(shí)我們完成了一個(gè)方向的距離的測試，重復(fù)以上的流程，獲取小車前方，左方和右方的距離。 12 一氧化碳檢測模塊 本設(shè)計(jì)一氧化碳檢測模塊 ， 選用 由二氧 化錫 氣敏材料 組成的 MQ7 傳感器。該模塊主要有以下特點(diǎn)： a 該模塊內(nèi)部 氣敏材料， 在潔凈 空氣中電導(dǎo)率 較 低 ； b 可以使用 高低溫循環(huán)檢測 的方法 。 當(dāng)使用高溫加熱方式 時(shí) ， 即加熱電壓為 5v。 主要用于清除吸附在傳感器上的雜亂氣體。當(dāng)選用低溫加熱方式時(shí)，即加熱電壓為 。 主要用于檢測一氧化碳 的濃度 。此時(shí)二氧化錫電導(dǎo)率與 一 氧化碳 的 濃度成比例。我們只需檢測輸出電壓的變化即可 測得 一氧氣體 的 濃度。 本模塊的接口說明： VCC 5V 工作電壓 GND 外接 GND DO 小板數(shù)字開關(guān)輸出接口（ 0和 1） AO 小板模擬量輸出接口 將單片機(jī) STC12C5A60S2 中 口與 CO 模塊 AO 引腳相連接，使用其自帶的 10 位 AD采集 CO 模塊 AO 引腳輸出的模擬量（電壓）。通過數(shù)學(xué)計(jì)算將采集到的電壓轉(zhuǎn)化為 CO 的濃度。 表 23 STC12C5A60S2 系列單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換的寄存器 見表 23 A/D 轉(zhuǎn)換寄存器列表 ，由于本次 AD 采集程序中不需要打開 AD 中斷，故在配置 STC12C5A60S2 單片機(jī) AD 相關(guān)寄存器時(shí)可以直接將中斷允許寄存器 IE,中斷優(yōu)先級寄存器 IP 和 IPH 忽略。我們只需要配置 P1 模擬模擬功能控制寄存 器 P1ASF， ADC 控制寄存器ADC_CONTR， AD 轉(zhuǎn)化結(jié)果寄存器即可。 AUXR1 的 ADRJ 為 AD 轉(zhuǎn)化結(jié)果寄存器 數(shù)據(jù)格式調(diào)整控制位。我們選擇其默認(rèn)格式 ADRJ=0， 10 位 AD 轉(zhuǎn)化結(jié)果的高 8 位存放在 ADC_RES 中，低兩位存放在 ADC_RESL 中的低兩位中。此時(shí)完整 10 位結(jié)果，計(jì)算公式為： 10 位 AD 的結(jié)果：（ ADC_RES[7:0],ADC_RESL[1:0]]） =1024*(Vin/Vcc) A. P1 口模擬功能控制寄存器 P1ASF STC12C5A60S2 單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換通道與 P1 口 可以復(fù)用。上電 復(fù)位后 P1 口默認(rèn)為 弱上拉型 I/0 口，需要通過軟件賦值操作來設(shè)置 為 A/D 轉(zhuǎn)換 通道 ，不需要作為 A/D 功能 使用的 13 P1 口 將 繼續(xù)作為 普通 I/O 口 。需 要 作為 A/D 通道 使用的 I/O 口需 將 與其對應(yīng)的 P1ASF 寄存器中 的 位置‘ 1’ 。 P1ASF 寄存器的格式在表 24 P1ASF 寄存器 和表 25 說明所示 。 表 24 P1ASF 寄存器 SFR name Address bit B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P1ASF 9DH name P17ASF P17ASF P17ASF P17ASF P17ASF P17ASF P17ASF P17ASF P1 口中的相應(yīng)位作為 A/D 使用時(shí)，要將 P1ASF 中的相應(yīng)位置置 1。 表 25 P1ASF 寄存器位說明 P1ASF[7:0] 的功能 其中 PIASF 寄存器地址為： [9DH]不能夠進(jìn)行位尋址 =1 口 用作 A/D 功能 使用 =1 口 用作 A/D 功能 使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 =1 口 用作 A/D 功能使用 根據(jù)表 24 P1ASF 寄存器和表 25 P1ASF 寄存器說明，本設(shè)計(jì) 需要 口為 AD 采集通道即可，除 , 作為 PWM 輸出外其他還是用做普通 I/O 口，由表 24 可知，模擬功能控制寄存器 P1ASF 應(yīng)該為 0x02。 B. ADC 控制寄存器 ADC_CONTR 表 26 ADC_CONTR 寄存器位功能說明 SFR name Address bit B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 ADC_ CONTF BCH name ADC_ POWER SPEED1 SPEED0 ADC_ FLAG ADC_ START CHS2 CHS1 CHS0 ADC_POWER: ADC 電源控制位。 0：關(guān)閉 A/D 轉(zhuǎn)換器電源； 1：打開 A/D 轉(zhuǎn)換器電源； 在寫 A/D 轉(zhuǎn)化程序的初始化過程中就要開啟電源 ADC_POWER=1 準(zhǔn)備隨時(shí)采集 CO 模塊 AO 輸出的電壓值。 SPEED1,SPEED0: 模擬 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度 的 控制位 表 27 SPEED1,SPEED0 位組合功能說明 SPEED1 SPEED0 A/D 轉(zhuǎn)換所需時(shí)間 1 1 90 個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 1 0 180 個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 0 1 360 個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 0 0 540 個(gè)時(shí)鐘周期轉(zhuǎn)換一次 14 ADC_FLAG: 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換后， ADC_FLAG=1，要由軟件清 0。 ADC_START:模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換啟動控制位，設(shè)置“ 1”時(shí)，開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后為 0。 根據(jù) 表 27 中 ADC_FLAG 和 ADC_START 的功能可以在需要 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)才開啟ADC_START，當(dāng)開始轉(zhuǎn)換后，通過檢測 ADC_FLAG 位檢測 A/D 是否轉(zhuǎn)換完成。 表 28 CHS0, CHS1， CHS2 位組合功能說明 CHS2 CHS1 CHS0 模擬輸入通道選擇 0 0 0 選擇 用作 A/D輸入來用 0 0 1 選擇 用作 A/D輸入來用 0 1 0 選擇 用 作 A/D輸入來用 0 1 1 選擇 用 作 A/D輸入來用 1 0 0 選擇 用 作 A/D輸入來用 1 0 1 選擇 用 作 A/D輸入來用 1 1 0 選擇 用 作 A/D輸入來用 1 1 1 選擇 用 作 A/D輸入來用 根據(jù)表 28 組合功能說明，當(dāng)選 作 為 A/D 輸入時(shí)，配置為： CHS2=0,CHS1=0,CHS0=1。 C. CO采集子程序流程圖如圖 211所示： 首先 根據(jù)需求配置相應(yīng)的特殊功能寄存器 P1ASF，ADC_POWER， SPEED0 和 SPEED1 選擇通道及轉(zhuǎn)化速率。然后通過 給 ADC_START 特殊功能寄存器 賦值 1，開始轉(zhuǎn)換。當(dāng)檢測到 ADC_FLAG=1 時(shí) ， 返回 A/D 采集值 ，通過數(shù)據(jù)處理就可以得到 CO 的濃度 值 。 開 始配 置 寄 存 器 P 1 A S F選 擇 P 1 口 模 擬 通 道打 開 電 源A D C _ P O W E R = 1選 擇 A / D 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間S P E E D 1 = 0 ； S P E E D 1 = 0選 擇 A / D 輸 入 通 道配 置 A D C _ S T A R T = 1開 始 轉(zhuǎn) 換檢 測 A D C _ F L A G 位 = 1A D C _ F L A G = 0 軟 件 清 0處 理 測 得 數(shù) 據(jù)返 回 測 得 A / D 值NY 圖 211 AD 采集流程圖 15 顯示模塊 本設(shè)計(jì)人機(jī)交互設(shè)備選用內(nèi)部帶有中華字庫的 LCD12864 模塊。該模塊可以使用 8 位并行或者 2 線串行接口 方式 的數(shù)據(jù)傳輸模式 ， 其內(nèi) 部包含了國家標(biāo)準(zhǔn)一級和二級的簡體漢字。由于其內(nèi)部是由 128x64 個(gè)點(diǎn)陣組成，每行有寫 8 個(gè) 16x16 的點(diǎn)陣，其每個(gè) 16x16 的點(diǎn)陣可以顯示一個(gè)漢字 ， 所以說 LCD12864 同時(shí) 可以顯示 32 個(gè)漢字。 當(dāng)顯示 ASCII 時(shí)，只需16x8 個(gè)點(diǎn)陣即可，故 LCD12864 同時(shí)可以顯示 64 個(gè) ASCII。也可以同時(shí)顯示 ASCII 和漢字，所以說 LCD12864 操作簡單，而且信息量較多。 A. LCD12864 接口說明 表 29 LCD12864 接口說明 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） 1/0 當(dāng) RS=“ 1” ,說明 DB7—— DB0 操作的是數(shù)據(jù) 當(dāng) RS=“ 0”, 說明 DB7—— DB0 操作的是 指令 5 R/W(SID) 1/0 當(dāng) R/W=“ 1” ,E=“H”, 進(jìn)行的是讀取操作 當(dāng) R/W=“ 0” ,E=“H→L”, 進(jìn)行的是 寫入 操作 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位 并口 數(shù)據(jù)交換模式 ， L：串口 數(shù)據(jù)交換模式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端 20 K VSS 背光源負(fù)端 根據(jù)表 29 LCD12864 接口說明可以看出，顯示模塊 LCD12864 有并口和串口兩種數(shù)據(jù)交換模式。綜合考慮單片機(jī)資源占用，可靠性，數(shù)據(jù)傳輸速率，以及編程操作簡易性等幾方面原因。本設(shè)計(jì)選用 并口數(shù)據(jù)傳輸模式，故 PSB 引腳必須接高電平。否則會出現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，亂碼等情況。 16 B. RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4種模式： 表 210 RS,R/w 組合功能說明 RS R/W 功能說明 L L 單片機(jī)將指令 寫 人 指令暫存器（ IR） L H 單片機(jī)讀取指令 ,判斷 LCD 是否處于忙狀態(tài) H L 單片機(jī)將數(shù)據(jù) 寫入數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H 單片機(jī) 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀 取 數(shù)據(jù) C. E信號 功能說明 表 211 E 功能說明 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 H— L I/O 緩沖 — DR 配合 R/W 進(jìn)行寫 指令 或 數(shù)據(jù) H DR— I/O 緩沖 配合 R/W 進(jìn)行讀 指令 或 數(shù)據(jù) L— H 無動作 D. LCD12864 的寫操作時(shí)序如圖 212所示。 圖 212 寫操作時(shí)序 E. LCD12864 的讀操作時(shí)序如圖 213 所示。 圖 213 讀操作時(shí)序 17 F. 讀 /寫操作具體流程圖如下圖 開 始寫 數(shù) 據(jù) R S = 1 或?qū)?指 令 R S = 0R / W = 0進(jìn) 行 寫 入 操 作E = 1送 入 D B 0 D B 7 8 位 數(shù)據(jù)R S 取 反R / W = 1E = 0結(jié) 束開 始讀 數(shù) 據(jù) R S = 1 或讀 指 令 R S = 0R / W = 1進(jìn) 行 讀 取 操 作E = 1讀 取 D B 0 D B 7 8 位 數(shù)據(jù)R S 取 反R / W = 0E = 0結(jié) 束 圖 214 寫操作流程圖 215 讀操作流程圖 圖 214 寫操作流程圖和圖 2