【文章內(nèi)容簡介】 輸出，如果作為一個總線擴展，沒有上拉電阻。但是如果是當作 I/O 口來用，就需要上拉電阻。而上拉電阻一般都是一端接電源，一端接芯片的管腳。主要目的就是在電路驅動器關閉的時候給線路一個固定的電平，同時起到一個限流的作用。在本次設計中，P0口用于接1602LCD顯示屏，所以這個時候P0是I/O口，需要加一個上拉電阻，在本設計中用到的上拉電阻的阻值是10。 時鐘電路的設計 時鐘信號通常由兩種方式產(chǎn)生，一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。若是采用內(nèi)部時鐘方式，只要在單片機的XTAL1與XTAL2引腳外接晶振即可。而外部時鐘方式則是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內(nèi)，這種方式多用于多片單片機同時工作，并要求各單片機同步運行的場合。XTAL1與XTAL2分別是反向放大器的輸入以及輸出?？梢酝ㄟ^采用陶瓷振蕩或者石英晶體振蕩的方式來把反相放大器配置為片內(nèi)振蕩器。如果采用外部時鐘源來驅動器件，那么就不接XTAL2引腳。實際應用中通常采用外接晶振的內(nèi)部時鐘方式，晶振頻率高一些可以提高指令的執(zhí)行速度，但相應的功耗和噪聲也會增加，在滿足系統(tǒng)功能的前提下，應選擇低一些的晶振頻率。本系統(tǒng)選擇產(chǎn)生時鐘信號的方式為外接晶振的內(nèi)部時鐘方式。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，假如外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為，那么一個機器周期就為1。電容器和的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5~30之間，晶振Y1的振蕩頻率要小于或者等于12MHZ，本設計中選用的電容的值為20，晶振頻率為12MHZ。 時鐘電路圖 復位電路的設計復位是使單片機或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)，單片機的工作就是從復位開始的。當單片機的RST引腳加高電平時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作。當加的是低電平時，單片機開始執(zhí)行程序。復位方法一般有兩種，一種是上電式復位，一種是上電與按鍵均有效的復位。對于上電式復位，要求是接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復位操作。在上電的瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間，單片機芯片就會循環(huán)不斷地進行復位。按鍵與上電均有效的復位原理和上電式一樣，另外在單片機運行期間，還可以利用按鍵完成復位操作。復位后的P0口到P3口均置于高電平，這時程序計數(shù)器和特殊功能寄存器將全部清零。本設計采用的復位方式是按鍵和上電均有效的復位，因為設計中晶振頻率12MHZ，所以取電容的值為10，而的值為10。 。 復位電路圖 蜂鳴器報警電路的設計蜂鳴器、晶體管和一個電阻連接到P13引腳上，從而構成一個蜂鳴器報警電路。之所以選用了晶體三極管，是因為從單片機送過來的電壓很低，通過電路的電流也很低。要想驅動蜂鳴器報警，單靠這種極低的電流是無法做到的，所以需要對電流進行放大。而晶體管是放大電路的核心元件，它能夠控制能量的轉換，將輸入的任何微小變化都不失真地放大輸出。當電流被放大后，輸出電路中的電壓也被放大，這樣就能驅動蜂鳴器報警了。使晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件是發(fā)射極正偏且集電極反偏。本設計中晶體管的基極連到單片機的第13號管腳。單片機從13號管腳往三極管發(fā)送一個低電壓，經(jīng)過晶體三極管的放大過后做到蜂鳴器響聲報警。設計中電阻大小選擇2，這樣一來，就能保證三極管基極的電壓足夠小而使得三極管能夠導通并且令蜂鳴器開始工作。 蜂鳴報警電路圖 顯示模塊 顯示模塊采用LCD1602。關于液晶顯示器的驅動方式一般有兩種，是靜態(tài)驅動和時分割驅動。由于直流電壓驅動LCD會使得液晶體產(chǎn)生電解和電極老化，從而大大降低LCD的使用壽命，所以現(xiàn)在用的驅動方式多屬于交流電壓驅動。液晶顯示器除了段型液晶顯示器外，還有點陣型液晶顯示器，本設計中的用到的LCD1602就是點陣型液晶顯示器，可以顯示漢字、圖形、曲線等。 在本設計中，P0口是作為連接外部電路的I/O口。第6號管腳是顯示屏的控制端，應該分別接到單片機的第1117口，作為顯示器的控制引腳，對顯示屏進行控制。其中，第3號管腳為對比度調(diào)整端，應該要接一個滑動變阻器，目的是可以調(diào)節(jié)阻值的量，以方便對顯示器的對比度進行調(diào)節(jié)?；蛘哌x擇接地，接地時的對比度最大，但是在本設計中直接選用了一個大小為2的電阻，以讓顯示器的對比度固定，在檢測的過程中就不用再對對比度進行調(diào)節(jié)。 LCD1602顯示電路圖 系統(tǒng)總電路圖 。根據(jù)分析知要用到器件有： 蜂鳴器、紅色指示燈、STC89C52單片機和HCSR04超聲波傳感器以及1602LCD液晶顯示器。1602LCD中的DB0口到DB7口依次接到單片機的P0口，顯示屏的第6號管腳依次接到單片機的第1117號管腳作為顯示屏的控制引腳，顯示屏的第3號管腳接一個滑動變阻器以通過改變變阻器的阻值來調(diào)節(jié)顯示屏的對比度。超聲波傳感器的3號引腳接到單片機的第113管腳以對超聲波進行發(fā)射和接收。采用內(nèi)部時鐘方式，晶振電路接到XTAL2和XTAL1兩個引腳。復位電路接到單片機的RST引腳，蜂鳴器電路和紅色指示燈電路分別接到單片機的第4引腳和第1引腳。所有子模塊的電源端都接到外接電源電路上，并且由開關控制。外接電源電路開關閉合后，電路上的指示燈發(fā)光，表明整個電路處于通電模式。 硬件電路總設計圖 YLCD顯示“”d4m?YN3md4m?Y1md3m?NN蜂鳴器響紅色指示燈亮LCD顯示距離值N顯示完畢？YY再次檢測？開始N檢測距離LCD初始化結束 系統(tǒng)對距離進行檢測，如果檢測到的距離值大于4m，則LCD1602液晶顯示屏顯示字符 。，證明障礙物的距離超出了測量的范圍；如果測量的值大于3m而小于4m，則顯示屏顯示測量的數(shù)值；如果測量的值大于1m而小于3m，則顯示屏顯示測量的距離值，同時系統(tǒng)令紅色指示燈發(fā)出紅色燈光報警；如果測量的距離值小于1m，則在顯示距離值的同時，系統(tǒng)的蜂鳴器和紅色指示燈同時工作，進入聲光報警。系統(tǒng)循環(huán)不斷地對距離進行檢測與報警。 距離測算部分 在倒車雷達的軟件設計中都是編輯程序，其中有一塊子程序專門用來計算車尾與障礙物之間的間隔大小，而這一塊子程序就是口的中斷子程序。一旦有了回波信號，超聲波集成模塊就會對這信號進行接收。接受完畢過后電路會產(chǎn)生一個低電平，隨之將產(chǎn)生的低電平送到單片機，之后系統(tǒng)會轉入中斷子程序對接收的回波信號進行處理。而當系統(tǒng)進入中斷處理后，定時器和外部中斷將立即停止工作，在此同時還會讀取出時間值，然后把回波接收標志位清零。即成功接收到回波信號。開始關閉中斷將檢測到的值送到處理單元處理單元調(diào)用程序進行判斷判斷的值送到顯示器顯示等待下一次中斷返回開始 測距流程圖 報警模塊設計主程序會檢測并計算出與障礙物之間的距離，計算之后對距離進行判斷。判斷檢測到的值是不是小于設定的值，如果小于設定的值，系統(tǒng)就進入到報警狀態(tài)開始報警，報警完了過后對距離再一次進行檢測。相反的，如果判斷出來檢測到的值大于設定的值，此時系統(tǒng)就認為這個距離沒有危險，進入下一次的距離檢測，之后再進行判斷，如此循環(huán)不斷執(zhí)行。開始系統(tǒng)初始化檢測到的值是否小于設定的值？NY開始報警返回 報警流程圖 計算及顯示模塊設計本設計中，采用了LCD1602來顯示與障礙物之間的距離，其顯示的過程是在外部中斷0發(fā)生后才進行的。 一旦主程序給超聲波發(fā)生器發(fā)送信號過后，中斷和定時器0就會處于工作狀態(tài)，并開始計時。一旦有了回波信號，超聲波集成模塊就會對這信號進行接收。接受完畢過后電路會產(chǎn)生一個低電平，隨之將產(chǎn)生的低電平送到單片機。在單片機檢測到該信號過后，定時器停止計時工作，定時器計數(shù)的次數(shù)同時也會被提取出來。通過計算就可以得到與障礙物之間的距離值了，該值的單位是cm形式。開始初始化選通LCD顯示器讀出要顯示的值把值送到顯示器本次顯示是否完畢？NY返回 顯示流程圖5硬件性能測試 、B、C三圖是本設計的元件焊接完畢后的實物圖。硬件中最重要的幾個模塊分別是：1602LCD顯示屏（如A），HCSR04超聲波測距模塊（如B），STC89C52單片機（如C）。在實物中，最靠近顯示屏的紅色燈是電源信號燈，如果實物通上了電，這個燈就會亮。這個燈右下角是電源接線的USB接口，左下角的綠色按鍵是電源開關按鍵，左邊的黑色按鍵是復位鍵。電路板左下角的紅色燈是報警用的燈。ABC 實物整體外觀圖 本次系統(tǒng)實物的性能測試地點選擇的是實驗室，這次測試的是實物是否能夠滿足本次設計的所有要求。 當接通電源后，要求屏幕上要會出現(xiàn)在程序中編輯好的字符CeJuSystem和一個笑臉 ^_^ ，滿足