【文章內(nèi)容簡介】 的使用運放的地方使用。它的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖分別如下:圖六：LM358引腳圖圖七：LM358內(nèi)部功能圖 二、LM358的功能特性： 內(nèi)部頻率補償； 低輸入偏流； 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流； 共模輸入電壓范圍寬，包括接地； 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍； 直流電壓增益高(約100 dB)； 單位增益頻帶寬(約1 MHz)； 電源電壓范圍寬：單電源(3—30 V)； 雙電源(177。 177。15 V)； 低功耗電流，適合于電池供電； 輸出電壓擺幅大(0 V)。 第二級音調(diào)譯碼器芯片選擇[14] 一、LM567芯片選擇：本系統(tǒng)采用LM567產(chǎn)生音調(diào)電路，LM567為通用音調(diào)譯碼器，當輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由I與Q檢波器構(gòu)成，由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨立設(shè)定中心頻率帶寬和輸出延遲。主要用于振蕩、調(diào)制、解調(diào)、和遙控編、譯碼電路。如電力線載波通信，對講機亞音頻譯碼，遙控等。LM567內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：圖八：LM567內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 二、LM567的功能特性： 用外接電阻20比1頻率范圍； 邏輯兼容輸出具有吸收100mA電流吸收能力； 可調(diào)帶寬從0%至14%； 寬信號輸出與噪聲的高抑制； 對假信號抗干擾； 高穩(wěn)定的中心頻率； Hz到500 kHz； 電源電壓5 V—15 V，推薦使用8 V。 應(yīng)用舉例：輸入端接104電容，輸出端接上拉電阻10K，CC2為1 181。F。RC1決定振蕩頻率，一般C1為104電容，R1為10 K—200 K。電源電壓為8V。 芯片選擇總結(jié)在實際應(yīng)用中，芯片的選擇非常重要，有時候能決定電路能不能正常工作。本課題中還要用到其他的元器件（像4069非門,晶振，電阻，電容等），這些元器件的選擇也非常的重要。下一章將簡單介紹組成這個系統(tǒng)硬件的各個模塊。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)主要包括復位電路和時鐘電路。 復位電路設(shè)計[13] 當MCS5l系列單片機的復位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位和上電或開關(guān)復位。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。復位電路如圖九所示。電阻R1和C1構(gòu)成上電復位電路。按下S1可實現(xiàn)手動復位。單片機的復位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC＝0000 H，這表明程序從0000 H地址單元開始執(zhí)行。單片機冷啟動后，片內(nèi)RAM為隨機值，運行中的復位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個特殊功能寄存器復位后的狀態(tài)為確定值。圖九：單片機復位電路 時鐘電路設(shè)計[13] 單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。時鐘電路如圖十所示。為了獲得精確的波特率，晶體振蕩器選用12 MHz的型號，兩個30 pf的C01，C02電容起到輔助振蕩作用。圖十：單片機時鐘電路 單片機最小系統(tǒng)[2] 電路連接圖如下： 圖十一：單片機最小系統(tǒng) 超聲波發(fā)射和接受模塊 單片機控制超聲波測距的原理及總體硬件框圖[12]眾所周知，聲波具有反射特性，在空氣中的傳播速度為340 m/s，超聲波也是如此。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往圖十二：單片機控制超聲波測距的硬件示意圖比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求。如果我們在超聲波發(fā)射時單片機開始計時，接受到發(fā)射波時單片機停止計時，便可以根據(jù)計時間隔和超聲波的傳播速度計算出發(fā)射點到物體的距離，如果用V表示超聲波的傳播速度，T表示發(fā)射至接受的時間間隔，S表示發(fā)射點到物體的距離，則S=VT/2。 超聲波發(fā)射電路設(shè)計[11] 壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能：利用壓電晶體諧振工作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖五所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一超聲波發(fā)生器。如沒加電壓，當共振板接受到超聲波時，將壓迫壓電振蕩器作振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。超聲波發(fā)射轉(zhuǎn)換器與接受轉(zhuǎn)換器其結(jié)構(gòu)稍有不同。由以上壓電超聲波發(fā)生器的功能,我們知道現(xiàn)在常用的壓電超聲波發(fā)生器是利用壓電晶體的諧振原理工作的,諧振頻率一般為40 KHZ。發(fā)射電路的諧振頻率可以由外部硬件電路產(chǎn)生，也可以由單片機產(chǎn)生。利用單片機輸出40 KHZ的方波更加容易、方便、易于控制。超聲波發(fā)射模塊電路和單片機之間原理圖如圖十三所示： 圖十三：超聲波發(fā)射模塊 超聲波接受電路設(shè)計[12]超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號放大電路及波形變換電路三部分。超聲波探頭必須采用與發(fā)射探頭對應(yīng)的型號，關(guān)鍵是頻率要一致，否則將因無法產(chǎn)生共振而影響接收效果，甚至無法接收。由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號非常弱，因此必須經(jīng)放大電路放大，由上面芯片資料知:LM358的帶寬及抗干擾能力都比較強,但為了防止產(chǎn)生一定的噪音,所以在設(shè)計超聲波接受信號放大電路時,將放大電路設(shè)計成兩級同相放大電路,通過參數(shù)設(shè)置,每一級放大接近20倍,這樣經(jīng)過兩級放大后,接受到的超聲波信號將近放大400倍,完全能夠被單片機檢測到,超聲波接受電路由運算放大器LM35LM567等組成，具體電路如圖十四： 超聲波接受器將反射回來的超聲波轉(zhuǎn)化為電信號后，經(jīng)過放大電路放大后，再送到單片機IO口，我們在設(shè)計程序時根據(jù)連接超聲波接受模塊的IO的高低電平來判斷有沒有反射回來的超聲波。如果該IO口為低電平，說明沒有反射波，不做任何事，如果該IO口為高電平時，說明有反射的超聲波，此時定時器2關(guān)捕捉，RCAP2中計的時間是超聲波發(fā)出到接受所經(jīng)歷的時間，為汽車到障礙物路程所經(jīng)歷時間的兩倍，從而我們就很容易就可以得出我們想要得到的汽車到障礙物的路程。圖十四：超聲波接受電路模塊 聲、光報警電路[12] 語音報警是指當?shù)管嚴走_探測到的距離小于所設(shè)定的安全值時，發(fā)出聲音提醒駕駛員，語音電路設(shè)計如圖十五所示。M3720是單聲一閃燈報警音效集成電路，芯片內(nèi)存儲一種報警音效，可直接驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲或經(jīng)外接功放三極管推動揚聲器放音，同時還能驅(qū)動一只LED閃爍。該芯片各引腳功能為：5腳VDD；1腳VSS分別為電源輸入端與負端，VDD電壓3～ V；8腳X和1腳Y分別為芯片外接振蕩電阻器；6腳TG為觸發(fā)控制端，低電平觸發(fā)有效；3腳BZ和2腳BB分別為報警音效輸出端，可直接外接壓電陶瓷蜂鳴器，如果驅(qū)動揚聲器則由3腳BZ端引出；4腳L為閃燈輸出端，可直接驅(qū)動LED發(fā)光。圖十五：聲、光報警電路 數(shù)碼管顯示電路[13]LED數(shù)碼管是單片機控制系統(tǒng)中最常用的顯示器件之一。根據(jù)LED數(shù)碼管內(nèi)各筆段LED發(fā)光二極管的連接方式，可以將LED數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩類。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮,在共陰極LED數(shù)碼管中，所有筆段的LED發(fā)光二極管的負極連在一起，而在共陽極LED數(shù)碼管中，所有筆段的LED發(fā)