【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)生一個中斷。在這里我采用的是集成電路CX20106A，這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38KHz與測距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測電路。實驗證明其具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。超聲波接收電路如下所示：圖27超聲波接收電路 發(fā)射與接收系統(tǒng)產(chǎn)品裝配綜上所述，制作PCB板，裝配實物，實物圖如圖28.圖28 發(fā)射與接收系統(tǒng)實物圖本章先系統(tǒng)介紹發(fā)射系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)功能入手并簡要介紹了發(fā)射器和74LS04反向放大器；根據(jù)原理圖詳細介紹發(fā)射系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，信號的具體走向。介紹完發(fā)射系統(tǒng)用相同的方式介紹了接收系統(tǒng)，因為接收器和發(fā)射器結(jié)構(gòu)完全相同也就沒在介紹，其中重要元器件為CX20106A紅外線遙控接收前置放大電路，接收的信號因為有一定的損失，所以將接收到的信號放大再送入單片機。3 信號的處理、控制與輸出顯示 信號的處理與控制本設(shè)計采用12MHZ晶振，通過振蕩電路驅(qū)動單片機工作，且單片機計數(shù)器計數(shù)，接收系統(tǒng)的接收到回波信號后。單片機通過計數(shù)個數(shù)先計算出超聲波傳送的時間，再通過聲速計算出接收器與障礙物的距離。如果接收電路在定時器沒有記完的時候要加上沒有計完的部分。電源電路向單片機提供工作電壓，當(dāng)程序出錯時復(fù)位電路可以讓程序回到第一條程序進行執(zhí)行，當(dāng)我們按下開關(guān)按鈕的時候產(chǎn)生發(fā)射信號，開關(guān)彈起結(jié)束發(fā)射信號。圖31信號的處理與控制結(jié)構(gòu)框圖 微處理器的介紹對于信號的處理將使用一塊AT89S52單片機，單片微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器(Microcontroller)。單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是一種非?；钴S且頗具生命力的機種。通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要與適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。AT89S52簡介：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。圖32 AT89S52引腳分布圖AT89S52芯片共40引腳:1~8腳: 通用I/~9腳:RST復(fù)位鍵10 ~11腳:RXD串口輸入 TXD串口輸出12~19:I/O p3接口 (12,13腳 INT0中斷0 INT1中斷114~15 : 計數(shù)脈沖T0 T1 16,17: WR寫控制 RD讀控制輸出端)18~19: 晶振諧振器 20 地線21~28 p2 接口 高8位地址總線29: psen 片外rom選通端 單片機對片外rom操作時 29腳(psen)輸出低電平30:ALE/PROG 地址鎖存器31:EA/ROM取指令控制器 高電平片內(nèi)取 低電平片外取32~39:~40:電源+5V 最小系統(tǒng)和復(fù)位電路單片機正常工作時，需要一個時鐘電路和一個復(fù)位電路來構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作時所需的時鐘信號，其有兩種時鐘方式：外部時鐘和內(nèi)部時鐘。外部始終是使用外部振蕩脈沖信號，常用于多片單片機同時工作，以便于同步。本設(shè)計使用12MHZ晶振，采用外部時鐘方式，AT89S52內(nèi)部有一個可控制的負反饋反向大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小多少會影響振蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、快速性以及溫度穩(wěn)定性。出于對測距精度的考慮，本設(shè)計采用12MHZ的晶體振蕩器，c1和c2的電容值約為30PF。復(fù)位是單片機的初始化操作，只要RST引腳出至少保持兩個機器周期的高電平就可以實現(xiàn)復(fù)位。在RST端出現(xiàn)高電平后的第二個周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個周期重復(fù)一次，直至RST端變低。單片機的復(fù)位電路有兩種：上電復(fù)位和手動復(fù)位。本設(shè)計采用手動復(fù)位方式。當(dāng)按下復(fù)位按鈕時，電容迅速放電，使RST端迅速變?yōu)楦唠娖?，?fù)位按鈕松開后，電容通過電阻充電，逐漸使RST端恢復(fù)低電平。本系統(tǒng)采用三位一體L E D 數(shù)碼管顯示所測距離值，碼管采用動態(tài)掃描顯示，段碼輸出端口為單片機的P0口，分別接數(shù)碼管a~g和SP端，、,數(shù)碼管位驅(qū)運用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動圖33 輸出與顯示結(jié)構(gòu)框圖 LED數(shù)碼管顯示原理LED數(shù)碼管是通過點亮不同的段碼組合來顯示數(shù)字和字母的。外觀如下圖34所示。LED數(shù)碼管從結(jié)構(gòu)上可分為共陽極和共陰極兩種類型。結(jié)構(gòu)如圖35，36所示，從圖35和圖36中我們可以看到共陽極和共陰極數(shù)碼管的唯一區(qū)別在于公共端的極性不同，但兩者的顯示原理是相同的。共陰極和共陽極數(shù)碼管內(nèi)部都集成了8個LED發(fā)光管，這8個LED發(fā)光管分別表示段碼值：A,B,C,D,E,F,G,DP。當(dāng)對應(yīng)的LED發(fā)光管被點亮?xí)r，對應(yīng)的段碼值就會亮起來，通過點亮不同的段碼組合，來顯示不同的數(shù)字和字母來。具體的對應(yīng)關(guān)系見圖37(共陽極LED數(shù)碼管段碼表)。圖34 LED數(shù)碼管外觀圖 圖35 共陽極LED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖36 共陰極LED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖37 LED數(shù)碼管共陽字型（段碼）表 LED數(shù)碼管驅(qū)動顯示原理要想讓LED數(shù)碼管正確的顯示數(shù)據(jù)，首先要了解一下LED數(shù)碼管的驅(qū)動顯示原理。在單片機系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管的驅(qū)動方式主要有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示兩種類型，每種類型的驅(qū)動電路各部相同。本設(shè)計使用LED動態(tài)顯示，動態(tài)顯示的原理就是，把所有LED數(shù)碼管相同的段碼連在一起，作為數(shù)據(jù)總線，連接至單片機的I/O端口上，每個LED數(shù)碼管的公共端單獨留出來，作為區(qū)分LED數(shù)碼管的地址線，分別連接到單片機的I/O端口上，在某一時刻，單片機發(fā)送要顯示的數(shù)據(jù)到LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)總線上，同一時刻接通需要顯示數(shù)據(jù)的數(shù)碼管的公共端，這樣對應(yīng)的數(shù)碼管就亮了，而沒有選通公共端的數(shù)碼管，雖然數(shù)據(jù)端上有數(shù)據(jù)存在，但是公共端未接通，形不成通路，所以段碼就不會亮。這樣就把要顯示的數(shù)據(jù)和數(shù)碼管的位置就對上了，總體一句話，把待顯數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)總線上，同時接通某一數(shù)碼管的公共端，點亮數(shù)碼管后，延時一定時間（一般510ms左右），然后斷開剛才數(shù)碼管的公共端；再向數(shù)據(jù)總線發(fā)送下一組數(shù)據(jù)，接通另一個數(shù)碼管的公共端，再延時一定時間，斷開數(shù)碼管的公共端；用同樣方法使所有的數(shù)碼管都顯示一遍，然后從頭開始循環(huán)掃描下去，只要每個數(shù)碼管在每秒內(nèi)能夠顯示25次以上，我們看到的顯示效果就是穩(wěn)定的數(shù)值。這就是數(shù)碼管的動態(tài)掃描驅(qū)動方式。例如：，根據(jù)上圖段碼表可查，P0口發(fā)送的碼序為：11111001，10100100，00110000，10011001；對應(yīng)時刻P1口發(fā)送01111111，10111111，11011111，值得注意第三個段碼首位為0是因為要點亮其中的小數(shù)點。圖38 LED數(shù)碼顯示電路圖、控制與輸出顯示產(chǎn)品裝配綜上所述，制作PC