【文章內容簡介】 6個中斷源：兩個外部中斷（ 0INT 和 1INT ），三個定時中斷（定時器 0、 2）和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器 IE中的相關中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。 IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。如表 36所示 ， 。它們?yōu)?AT89系列新產品預留。定時器 2可以被寄存器 T2CON中的 TF2和 EXF2的或邏輯觸發(fā)。程序進入中斷服務后，這些標志位都可以由硬件清 0。實際上，中斷服務程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2激活中斷，標志位也必須由軟件清 0。定時器 0和定時器 1標志位 TF0 和 TF1在計數(shù)溢出的那個周期的 S5P2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器 2的標志位 TF2在計數(shù)溢出的那個周期的 S2P2被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。 表 36 中斷允許控制寄存器（ IE） （ MSB） (LSB) EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中斷允許總控位。 EA=0，屏蔽所有的中斷請求； EA=1，開放中斷。 ET2：定時器 /計數(shù)器 T2 的溢出中斷允許位 ES：串行口中斷允許位。 ET1：定時器 /計數(shù)器 T1 的溢出中斷允許位。 EX1：外部中斷 INT1 的中斷允許位。 汽車倒車防撞系統(tǒng) 14 ET0：定時器 /計數(shù)器 T0 的溢出中斷允許位。 EX0：外部中斷 INT0 的中斷允許位。 最小系統(tǒng) 復位電路 為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為 5V177。5% ，即 ～。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當 VCC 超過 低于 以及晶體振蕩器 穩(wěn)定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。 圖 復位電路 震蕩電路 晶振是晶體 振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網絡，電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低 的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩 個頻率的距離相當?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范圍內， 晶振等效為一個電 感， 所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它會組成并聯(lián)諧振電路 。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就波振蕩電路，由于晶振等效為電感頻率范圍很窄所以即使其它參數(shù)元件很大，這個震蕩器的頻率也不會有很大變化。 晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負載電容值，選 擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端汽車倒車防撞系統(tǒng) 15 接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應該等于負載電容，請注意一般 IC 的引腳都有等效 輸入電容，這個不能忽略。 圖 晶振電路 圖 最小系統(tǒng)整體 汽車倒車防撞系統(tǒng) 16 電源設計 穩(wěn)壓電源是單片機控制系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為測控系統(tǒng)提供多路電源電壓，還直接影響到系統(tǒng)的技術指標和抗干擾性能。近年來，傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源正逐步被高有效率的開關電源所取代，特別是單片開關電源的迅速推廣應用，為設計新型、高效、節(jié)能電源創(chuàng)造了良好的條件 [13]。 本機采用的是 5v 的電源，預計用干電池供電。 圖 5V穩(wěn)壓電源 測距單元 的設計 設計要求 本次設計 的測距單元 主要采用 超聲波傳感器模塊 GH311，達到 基本的測距功能。 超聲波測距的基本原理 超聲波是高于聽覺頻率閾值的機械波 ， 其頻率在 104Hz～ 1012Hz 之間 。 超聲波具有直線傳播特性 ， 頻率越高 ， 反射能力越強 ， 而繞射能力越弱 ， 表現(xiàn)出更強的方向性 。利用超聲波的這種特性 ， 采用時間差值檢測法 (常稱渡越時間檢測法 )進行距離的測量 。 其工作原理是 ： 聲波發(fā)射探頭向介質發(fā)射超聲波 ， 聲波遇到目標后有反射回波作用到接收探頭 ， 測量發(fā)射時刻與接收時刻的時間差 t， 然后根據以下公式計算距離 s： s=ct/2 （ 31） 其中 c 為超聲波在介質中的傳播速度 (m/s)。 由于超聲波在空氣中傳播速度與溫度有1 3 2 R1 CI Co UI 7 6 2 3 4 Uo R2 F007 ? 33V 10k ? W7805 汽車倒車防撞系統(tǒng) 17 關 。 如果環(huán)境溫度變化顯著 ， 必須考慮溫度補償?shù)膯栴} 。 空氣中的聲速 c 與溫度 T(單位 ： 176。 C)的關系可以表示為 ： c≈ + （ 32） 硬件 系統(tǒng)的 電路設計 硬件系統(tǒng)主要有 ATMEL 公司生產的 STC89C52單片機 、 升壓電路 、 功率放大電路 、超聲波發(fā)射探頭 、 接收探頭 、 接收信號放大電路 、 比較電路等組成 。 STC89C52 單片機為整個系統(tǒng)的核心部件 ， 主要用來產生 200KHz 發(fā)射信號 ， 同時也用來接收超聲波回波信號并進行計算 ， STC89C52的外部時鐘源采用 24MHz晶振 ， 有利于產生 200KHz 超聲波 。 200KHz 信號經三極管放大后 ， 驅動超聲波發(fā)射探頭 ； 每次發(fā)射 10 個脈沖 ， 當?shù)谝粋€脈沖發(fā)射前 ， 啟動定時器開始計時 ； 回波信號經放大電路 、 比較電路送入單片機 ， 單片機停止計時 ， 隨后通過溫度傳感器采集溫度 ， 利用式 (31)進行距離計算 ；最后通過 4 位數(shù)碼管顯示 。 超聲波發(fā)射電路 經實驗測量當加在 200KHz 超聲波探頭的激勵電流大于 30mA 時 ， 測量距離將不在增加 ， 只有通過升壓的辦法來加大激勵能量 。 驅動電路采用通用的升壓芯 mc34063 將5V 電壓升壓到 40V， 然后作為驅動三極管的電源電壓 。 由 STC89C52 單片機產生的 10個脈沖信號送入三極管 Q1 基極 ， 經 Q Q2 功率放大 ， 最后驅動發(fā)射超聲波探頭工作 。 發(fā)射電路如圖 。 汽車倒車防撞系統(tǒng) 18 圖 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收電路 超聲波在空氣中傳播 ， 遇到目標物體反射的回波信號 ， 加到超聲波接收探頭上 ，由于壓電效應產生微弱電壓信號 ， 輸出的這種回波信號是 mV 級甚至更低的電壓信號 ，必須要經過放大電路的信號放大才能進行進一步處理 。 集成電路 CX20216A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率 38 kHz與測距的超聲波頻率 40 kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路 (如圖 23)。實驗證明用 CX20216A接收超聲波 (無信號時輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。適當更改電容 C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。 圖 超聲波接收電路 小車電機驅動模塊設計 設計要求 本次設計主要采用 L298 芯片驅動兩個直流電機，達到勻速行進，轉彎，停止等設定動作，已完成過彎的目標。 驅動控制芯片的介紹 汽車倒車防撞系統(tǒng) 19 主要特性 L298是 ST公司生產的一種高電壓、大電流電機驅動芯片。該芯片的主要特點是工作電壓高 , 最高工作電壓可達 46V輸出電流大 , 瞬間峰值電流可達 3A, 持續(xù)工作電流為 2A。內含兩個 H橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可以用來驅動直流電動機和步進電動機、繼電器、線圈等感性負載；采用標準 TTL邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端 , 在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端 , 使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。 引腳排列及功能 L298采用 15腳 Multiwatt塑料封裝 ，通過散熱片可用螺釘固定在散熱器上。 內部包含：兩個 H橋的高電壓大電流全橋式驅動器 A與 B（每個全橋由 4只 PNP型三極管構成）；邏輯電路供電穩(wěn)壓器；邏輯控制電路等。引腳排列如圖 。引腳功能如表 1所示。 L298主要特性如表 37所示。 圖 L298封裝 表 37 L298的引腳功能 引腳 符號 功能 1 15 SENSING A SENSING B 與地之間連接電流檢測電阻，將檢測量反饋給控制芯片，實現(xiàn)直流驅動電機 2 OUT 1 全橋式驅動器 A的輸出端，用來接負載 汽車倒車防撞系統(tǒng) 20 3 OUT 2 4 VS 電機驅動電源輸入端，此腳與地之間連接高178。低頻的耦合電容 5 7 IN 1 IN 2 輸入標準 TTL邏輯電平 信號，控制全橋式驅動器 A的開與關 6 11 ENABLE A ENABLE B 使能控制端，輸入標準 TTL邏輯電平信號，分別控制全橋式驅動器 A與 B的工作狀態(tài)，低電平時驅動器禁止工作 8 GND 接地，芯片本身的散熱片與 8腳相連 9 VSS 邏輯控制部分的電源輸入端 10 12 IN 3 IN 4 輸入標準 TTL邏輯電平信號，控制全橋式驅動器 B的開與關 13 14 OUT 3 OUT 4 全橋式驅動器 B的輸出端，用來接負載 驅動電路 的設計 小車驅動電路是由 L298芯片和 74HC04反 相器組成， L298的 IN1和 IN2口分別接反相器的正反相得引腳，然后接到主控芯片的 P21口， IN3和 IN4接法一致； ENABLE腳是使能端，用于接收主控芯片輸出的 PWM信號，控制小車的速度； OUT口接直流電機，是 L298處理過的信號電流，驅動輪子轉動； SENGSING口和 GND口是接地， Vs和 Vss是電源接口，是小車運動的能量源。驅動電路圖如 圖 汽車倒車防撞系統(tǒng) 21 圖 驅動電路圖 顯示單元 方案（ 1）： 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費 ,且價格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示 . 方案（ 2）： 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊 ,它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。 1602 的驅動電路帶有 11 條指令，可以很方便的控制液晶的現(xiàn)實效果如：清屏、左 移右移、光標顯示。但是對于只顯示三位溫度值顯得浪費，又考慮到其價格較高，運用起來的復雜性，所以也不用此來顯示。