【文章內容簡介】 輸出一個方波信號，并使觸發(fā)器觸發(fā)，向CPU發(fā)出中斷請求。在中斷服務程序中，讀取計數器的計數值，結合溫度補償后的聲速計算出測距儀距離障礙物的距離。圖36超聲波接收電路圖 DSB18B20溫度傳感器 實物與引腳定義 圖37 DS18B20實物圖表31 DS18B20各引腳描述管腳號符號功 能1GND電源地2DQ數據輸入輸出3VDD電源可選DS18B20數字溫度計以9位數字量的形式反映器件的溫度值，通過一根單線接口發(fā)送和接收信息，因此在單片機和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉換的電源可以從數據線本身獲得，無需外部電源。 DS18B20主要特性獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊簡單的多點分布應用 無需外部器件可通過數據線供電 零待機功耗 測溫范圍55℃～+125℃。華氏器件67℉～+257℉，℉遞增溫度以9位數字量讀出溫度數字量轉換時間200ms（典型值） 用戶可定義的非易失性溫度報警設置報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件應用包括溫度控制工業(yè)系統消費品溫度計或任何熱感測系統圖38與單片機連接圖ISD1700 系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)質語音錄放電路，該芯片提供多項新功能，包括內置專利的多信息管理系統，新信息提示（vAlert ）,雙運作模式（獨立amp。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅動線路、振蕩器與內存等的全方位整合系統功能。 特點： 可錄、放音十萬次，存儲內容可以斷電保留一百年。 兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式 可處理多達255段以上信息 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 多種采樣頻率對應多種錄放時間 音質好，電壓范圍寬，應用靈活，價廉物美 電特性： 工作電壓：,最高不能超過6V 靜態(tài)電流： 1 μA 工作電流：20mA 用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調節(jié)：表32 采樣頻率與振蕩電阻的關系采樣頻率12KHz8KHz4KHz振蕩電阻60kΩ80kΩ100kΩ120kΩ160kΩ主控單片機主要通過四線（SCLK ，MOSI，MISO，/SS ）SPI協議對ISD1730 進行串行通信。ISD1730 作為從機，幾乎所有的操作都可以通過這個SPI協議來完成。為了兼容獨立按鍵模式，一些SPI命令：PLAY ，REC，ERASE，FWD，RESET和GLOBAL_ERASE的運行類似于相應的獨立按鍵模式的操作。另外，SET_PLAY，SET_REC，SET_ERASE 命令允許用戶指定錄音、放音和擦除的開始和結束地址。此外，還有一些命令可以訪問APC寄存器，用來設置芯片模擬輸入的方式。 微機接口 主控單片機主要通過四線（SCLK ，MOSI，MISO，/SS ）SPI協議對ISD1700 進行串行通信。ISD1700 作為從機，幾乎所有的操作都可以通過這個SPI協議來完成。為了兼容獨立按鍵模式，一些SPI命令：PLAY ，REC，ERASE，FWD，RESET和GLOBAL_ERASE的運行類似于相應的獨立按鍵模式的操作。另外，SET_PLAY，SET_REC，SET_ERASE 命令允許用戶指定錄音、放音和擦除的開始和結束地址。此外，還有一些命令可以訪問APC寄存器，用來設置芯片模擬輸入的方式。 ISD1700 系列的SPI串行接口操作遵照以下協議： ．一個SPI處理開始于/SS 管腳的下降沿。 ．在一個完整的SPI指令傳輸周期，/SS 管腳必須保持低電平。 ．數據在SCLK 的上升沿鎖存在芯片的MOSI管腳，在SCLK 的下降沿從MISO管腳輸出，并且首先移出低位。 ．SPI指令操作碼包括命令字節(jié)，數據字節(jié)和地址字節(jié)，這決定于1700的指令類型 ．當命令字及地址數據輸入到MOSI管腳時，同時狀態(tài)寄存器和當前行地址信息從MISO管腳移出。 . 一個SPI處理在/SS 變高后啟動。 . 在完成一個SPI命令的操作后，會啟動一個中斷信息，并且持續(xù)保持為低，直到芯片收到CLR_INT命令或者芯片復位。 圖39 語音播報電路數碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數據，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。在本次設計中，我們選用P0口作為‘段碼’，連接SM410564‘a,b,c,d,e,f,g,dp’，每一段的亮滅。~‘位碼’，即連接SM410564的‘S1，S2，S3，S4’分別控制每一位的亮滅?！甋1，S2，S3，S4’相當于是每一段的COM端，由于是共陽極，只有某一位對應的COM端為‘1’時，所送的‘段碼’對該端來說才是有效的。圖310 顯示電路圖電子信息工程系畢業(yè)論文第四章 系統的軟件設計超聲波測距儀的軟件設計主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。我們知道C語言程序有利于實現較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序需要有較復雜的計算（計算距離時），所以控制程序可采用C語言編程。 超聲波測距的算法設計超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。距離的計算公式為：L=s/2=(ct)/2 其中，L為被測物與測距儀的距離，s為聲波的來回的路程，c為聲速，t為聲波來回所用的時間。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內部的定時器T0，利用定時器的計數功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在INT0或INT1端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。 主程序流程圖軟件分為兩部分，主程序和中斷服務程序，如圖4圖4圖43所示。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。定時中斷服務子程序完成單方向超聲波的發(fā)射，外部中斷服務子程序主要完成時間值的讀取、距離計算、結果的輸出等工作。主程序首先是對系統環(huán)境初始化，設置定時器T0工作模式為16位定時計數器模式。置位總中斷允許位EA并給顯示端口P0和P1清0。然后調用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測距會有一個最小可測距離的原因）后，才打開外中斷1接收返回的超聲波信號。圖41主程序流程由于采用的是12MHz的晶振，計數器每計一個數就是1μs，當主程序檢測到接收成功的標志位后，將計數器T0中的數（即超聲波來回所用的時間）按式（41）計算，即可得被測物體與測距儀之間的距離，設計時取20℃時的聲速為344m/s則有：d=(ct)/2=172T0/10000cm 其中，T0為計數器T0的計算值。測出距離后結果將傳給LCD數碼顯示約5s，同時測量距離送語音模塊播報。然后再發(fā)超聲波脈沖重復測量過程。為了有利于程序結構化和容易計算出距離，主程序采用C語言編寫。 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序 （頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12μs左右，同時把計數器T0打開進行計時。超聲波發(fā)生子程序較簡單，但要求程序運行準確。圖42 定時中斷服務子程圖43 外部中斷服務子程序超聲波測距主程序利用外中斷1檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（即INT1引腳出現低電平），立即進入中斷程序。進入中斷后就立即關閉計時器T0停止計時，并將測距成功標志字賦值1。如果當計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則定時器T0溢出中斷將外中斷1關閉，并將測距成功標志字賦值2以表示此次測距不成功。 語音模塊子程序設所測量距離值為S=135cm,分別得到百位值、分位值、個位值，調用函數ISD_SET_PLAY進行組合播放語音，本例所播放的語音為“1點35米”流程圖如下： 圖 44 語音播報流程圖相關源程序代碼如下： bai1=S%1000/100。shi1=S%100/10。 ge1=S%10。 ISD_SET_PLAY(add1[bai1],0,add2[bai1],0)。 delay1(100)。//播放語音片段“1” ISD_SET_PLAY(add1[10],0,add2[10],0)。 delay1(100)。 //播放語音片段“點” ISD_SET_PLAY(add1[shi1],0,add2[shi1],0)。 delay1(100)。 //播放語音片段“3” ISD_SET_PLAY(add1[ge1],0,add2[ge1],0)。delay1(100)。 //播放語音片段“5” ISD_SET_PLAY(add1[11],0,add2[11],0)。 delay1(100)。 // 播放語音片段“米”第五章 溫度補償采用超聲波測量距離的方法，實時檢測現場溫度用以實現實際波速數據的校準，減小溫度對測距產生的誤差，最終由數碼管顯示所測距離，測量范圍為7cm~1m,誤差177。2cm。 設計方案超聲波傳聲器結構簡單、行能可靠、成本低、易集成，因此常用超聲波測距。在常溫下，超聲波的傳播速度為340m/s，但其傳播速度V易受到空氣中的溫度、濕度、壓強等因素的影響，其中溫度的影響最大。一般溫度每升高1攝氏度。表1為超聲波在不同溫度下的波速值。表51 一些溫度下聲速溫度T/℃3020100102030聲速v/ms1313319322331337344350