【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LE 端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(hào)(此頻率是振蕩器頻率的 1/6)。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，出現(xiàn)一個(gè) ALE脈沖。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)引腳用于輸入編程脈沖 PROG 表 3—1 P3 口專門功能P3 引腳 兼用功能 串行通訊輸入（RXD） 串行通訊輸出（TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（INT1） 定時(shí)器 0 輸入(T0) 定時(shí)器 1 輸入(T1) 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RD　 (2) PSEN 29 該引是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)輸出端。當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出 2 個(gè)脈沖即兩次有效。但訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將不會(huì)有脈沖輸出。　 (3) EA/Vpp 31 外部訪問(wèn)允許端。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。要使 AT89S51 只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）,這時(shí)該引腳必須保持低電平。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，用于施加 Vpp 編程電壓。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如下圖 36 所示： 圖 36 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用一個(gè)稍加變化的 555 多諧振蕩器電路來(lái)產(chǎn)生 40KHZ 的方波。并由單片機(jī) I/O 口來(lái)控制其發(fā)送與否。它具有占空比連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，電路如下圖所示。為了能連續(xù)調(diào)節(jié)占空比并能調(diào)節(jié)振蕩頻率，在 555 的第 6 腳和第 7 腳之間接有 WWR2 組成的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。對(duì) C1 充電時(shí)，電流是通過(guò) RW和W1，放電時(shí)，通過(guò) WW和 R2。當(dāng) R1＝R2，W2 調(diào)到中心點(diǎn)或不用 W2 時(shí)，因充放電時(shí)間基本相等，其占空比約為 50%，此時(shí)調(diào)節(jié) W1 僅改變頻率，占空比不變。如 W2 調(diào)節(jié)偏離中心點(diǎn)，再調(diào)節(jié) W1，不僅振蕩頻率改變了，而對(duì)占空比也有影響。W1 不變，調(diào)節(jié) W2 時(shí)，僅可改變占空比而對(duì)頻率無(wú)影響。因此，使用電路時(shí)，應(yīng)首先調(diào)節(jié) W1，使頻率至規(guī)定值，再調(diào)節(jié) W2 以獲得合適的占空比。為保證驅(qū)動(dòng)能力，又為了在低電壓下工作，故采用來(lái)放大信號(hào)，提高發(fā)射功率。輸出 40KHZ 波形如圖 37。 圖 37 輸出波形圖發(fā)射電路圖 3－8 圖 38 超聲波發(fā)射電路NE555N 介紹NE555 時(shí)基集成電路是 8 腳的數(shù)字集成電路，是由 21 個(gè)晶體三極管、4 個(gè)晶體二極管和 16 個(gè)電阻組成的定時(shí)器，有分壓器、比較器、觸發(fā)器和放電器等功能的電路。它具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動(dòng)電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 39。它的各個(gè)引腳功能如下：1 腳：外接電源負(fù)端 VSS或接地，一般情況下接地。8 腳：外接電源 VCC，雙極型時(shí)基電路 VCC的范圍是 ~ 16V，CMOS 型時(shí)基電路 VCC的范圍為 3 ~ 18V。3 腳：輸出端 Vo2 腳： 低觸發(fā)端TL6 腳：TH 高觸發(fā)端4 腳： 是直接清零端。當(dāng) 端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不DRDR論 、 TH 處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0” ，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5 腳：V C為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只 電容接地，以防引入干擾。7 腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。在 1 腳接地，5 腳未外接電壓，兩個(gè)比較器 AA 2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555 時(shí)基電路的功能表如表 32 示。C3,2NE555 時(shí)基集成電路的主要參數(shù)：電源電壓 ～16V，輸出驅(qū)動(dòng)電流為200 毫安，作定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)精度為 1％，作振蕩使用時(shí)，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá) 500 千赫。圖 39 NE555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖表 3—2 555 時(shí)基電路的功能表清零端 DR高觸發(fā)端 TH 低觸發(fā)端 TLQn+1 放電管 T 功能0 ??0 導(dǎo)通 直接清零1 CV32?C31?0 導(dǎo)通 置 01 ??1 截止 置 11 C32C31Qn 不變 保持NE555 應(yīng)用十分廣泛，可裝如下幾種電路： （1）單穩(wěn)類電路 作用：定延時(shí)，消抖動(dòng)，分（倍）頻，脈沖輸出，速率檢測(cè)等。 （2）雙穩(wěn)類電路 作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。 （3）無(wú)穩(wěn)類電路 作用：方波輸出，電源變換，音響報(bào)警，玩具，電控測(cè)量，定時(shí)等。 時(shí)基電路,可以作成:振蕩器,也可以作放大用。超聲波發(fā)射電路原理圖所示：由 NE555 時(shí)基電路及外圍元件構(gòu)成 40kHZ 多諧振蕩器電路，調(diào)節(jié)電阻器 RP 阻值，可以改變振蕩頻率，最終達(dá)到1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 22Jun2022 Sheet of File: E:\書書書\書書書書書書書\ By:5K5K5K+TQamp。amp。 Q+ AASRV1V21DQVTHTLV RCCVSS128 456 3712CD40KHZ。同時(shí)用單片機(jī)控制 NE555 第 3 腳輸出端驅(qū)動(dòng)超聲波換能器 T4016，使之發(fā)射出超聲波信號(hào)。電路簡(jiǎn)單易制。電路工作電壓 5V，工作電流40~50mA。 　　用 555 定時(shí)器接成的多諧振蕩器來(lái)驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射傳感器。555 定時(shí)器外接電阻和電容構(gòu)成的多諧振蕩電路。振蕩頻率 f 主要取決于電阻 R1（包括電位器的阻值） 、R2 和電容 C1，當(dāng) RR2 和 C1 固定時(shí)，改變電位器的阻值就可改變振蕩頻率，振蕩幅度由電源電壓來(lái)決定。 接收電路的設(shè)計(jì) 集成電路 CX20226A 是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率 38KHZ 與測(cè)距的超聲波頻率40KHZ 較為接近，可以利用它做超聲波的檢測(cè)接收電路。下面對(duì)紅外遙控接收器集成電路 CX20226A 做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。CX20226A 是日本索尼公司生產(chǎn)的彩電專用紅外遙控接收器，采用單列 8 腳直插式，超小型封裝。CX20226A 的基本性能如下：(1）電源電壓典型值 5V，最大 17V。(2）電源電流 ～(典型值為 )。(3）輸出低電平。(4）電壓增益 77～79dB。(5）輸入阻抗為 27kΩ。(6）濾波器中心頻率f0 為 30～60kHz。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 310 所示。 圖 310 CX20226A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能（如下表 33）表 3—3 CX20226A 引腳功能引腳名稱功能1 IN 信號(hào)輸入端2 C1 RC 網(wǎng)絡(luò)連接端，該端與地串接一 RC 網(wǎng)絡(luò)，以確定前置放大器的頻率特性與增益。R 阻值大，C 容量小，增益低；反之則高但 C不宜過(guò)大，否則瞬態(tài)響應(yīng)速度會(huì)降低。3 C2 檢波電容連接端，該端與地接檢波電容，電容量大，則為平均值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度低；電容值小，則為峰值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈寬變動(dòng)大。4 GND 接地端5 f0 帶通濾波器中心頻率設(shè)置端，通過(guò)該腳與電源正端接一電阻 R 來(lái)確定 f0，當(dāng) R=200 千歐時(shí)，中心頻率 f0=40KHZ；當(dāng) R=220 千歐時(shí)，中心頻率 f0=38KHZ。6 C3 積分電容連接端，該腳所接積分電容標(biāo)準(zhǔn)值為 330PF，當(dāng)電容值增大時(shí)，則外部濾波干擾增強(qiáng)，而且輸出脈沖的低電平持續(xù)時(shí)間增加。7 OUT 信號(hào)輸出端，該端口為集電極開路輸出，當(dāng)該腳與電源正端接一22 千歐的電阻時(shí)，輸出脈沖低電平的標(biāo)準(zhǔn)值約為 8 VDD 電源正端，接+5V CX20226A 該 IC 內(nèi)部主要包括前置放大器，限幅放大，帶通濾波，峰值檢波，積分濾波及波形整形電路等?；驹砣缦拢航邮論Q能器把超聲波回波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的數(shù)字編碼脈沖調(diào)幅波，并由 1 腳進(jìn)入集成放大器的正相輸入端。2 腳是放大器的反相輸入端，外接 RC 負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，可以決定和調(diào)節(jié)放大器的頻率特性和電壓增益，當(dāng)電阻值小或者電容值大時(shí)，電壓增益高，通頻帶窄；反之，電壓增益低，通頻帶寬。在放大器輸入端設(shè)置有 ABLC 電路（即自動(dòng)偏壓電路或者自動(dòng)電平控制電路，它可使放大及限幅電路輸出電平穩(wěn)定的編碼信號(hào)） ，可自動(dòng)調(diào)整放大器的偏置電壓，使放大器的輸出電平穩(wěn)定。然后，信號(hào)進(jìn)入限幅放大器，可以濾除雜亂的寄生調(diào)幅和其他干擾，輸出包絡(luò)脈沖頂部平直的編碼脈沖調(diào)幅波。信號(hào)再進(jìn)入帶通濾波器，濾除頻率范圍 3050KHZ 以外的干擾信號(hào)。5 腳外接電阻。調(diào)節(jié)其阻值可調(diào)節(jié)帶通濾波器的中心頻率值。然后信號(hào)進(jìn)入峰值檢波器，對(duì)編碼脈沖的調(diào)幅波進(jìn)行振幅檢波，解調(diào)出數(shù)字編碼脈沖信號(hào)，3 腳外接電容是峰值檢波器的濾波電容。檢波出的信號(hào)再送到整形電路中進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換與整形，最后由 7 腳輸出數(shù)字編碼脈沖信號(hào)，送至 CPU 去識(shí)別，處理。6 腳外接積分電容，可以濾除已調(diào)波的載波頻率分量。而由檢波器輸出的數(shù)據(jù)編碼信號(hào)，CPU 不能識(shí)別，故在檢波器后設(shè)置由積分電路和磁滯回線型比較器組成的整形電路，整形電路是一種波形變換電路，它可將檢波器輸出的寬度編碼脈沖整形變換為 CPU 所能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。而實(shí)用的波形整形電路是積分電路和施密特比較器組成的電路。根據(jù)以上原理，超聲波測(cè)距系統(tǒng)的接收電路如下圖 311 所示。超聲波接收換能器將接收到的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換后經(jīng)過(guò) 的電容初步濾波后，進(jìn)入 CX20226A的 1 腳，經(jīng)過(guò) CX20226A 的前置放大器，限幅放大，帶通濾波器（中心頻率為40KHZ） ，檢波器及比較器，最后經(jīng)過(guò)內(nèi)部的整形電路，從 7 腳輸出至 89C51 單片機(jī)的外部中斷 0（）口。當(dāng)芯片接收到 40KHZ 的信號(hào)時(shí)，7 腳的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平，單片機(jī)外部中斷 0 口檢測(cè)到輸入信號(hào)的下降沿或者低電平時(shí)，立即產(chǎn)生中斷，同時(shí)停止定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0。從而得到超聲波的回波時(shí)間 t.圖 311 聲波接收電路 顯示報(bào)警模塊的設(shè)計(jì) 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示模塊的應(yīng)用前景將更加廣闊。本系統(tǒng)選用 LCD 液晶 ts12864－3 顯示器做為顯示模塊。Ts128643 引腳功能如下表 3—4 12864 的引腳功能參考 ts128643 與的單片機(jī)的引腳功能畫出它們連接的原理圖 312 如下：圖 312 12864 與單片機(jī)的連接圖顯示坐標(biāo)關(guān)系如下：圖 313 圖形顯示坐標(biāo) 圖 314 漢字顯示坐標(biāo)表 3—5 字符表max232MAX232 芯 片 是 美 信 公 司 專 門 為 電 腦 的 RS232 標(biāo) 準(zhǔn) 串 口 設(shè) 計(jì) 的 接 口 電 路 ,使用 +5v 單 電 源 供 電 ?！?　 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 基 本 可 分 三 個(gè) 部 分 ：　 　 第 一 部 分 是 電 荷 泵 電 路 。 由 6 腳 和 4 只 電 容 構(gòu) 成 。 功能 是 產(chǎn) 生 +12v 和 12v 兩 個(gè) 電 源 ， 提 供 給 RS232 串 口 電 平 的 需 要 ?！?　 第 二 部 分 是 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 通 道 。 由 1 1 1 14 腳 構(gòu) 成兩 個(gè) 數(shù) 據(jù) 通 道 ?！?　 其 中 13 腳 （ R1IN） 、 12 腳 （ R1OUT） 、 11 腳 （ T1IN） 、 14 腳 （ T1OUT） 為 第 一 數(shù) 據(jù) 通 道 ?！?　 8 腳 （ R2IN） 、 9 腳 （ R2OUT） 、 10 腳 （ T2IN） 、 7 腳 （ T2OUT） 為 第 二數(shù) 據(jù) 通 道 ?！?　 TTL/CMOS 數(shù) 據(jù) 從 T1IN、 T2IN 輸 入 轉(zhuǎn) 換 成 RS232 數(shù) 據(jù) 從 T1OUT、 T2OUT送 到 電 腦 DB9 插 頭 ； DB9 插 頭 的 RS232 數(shù) 據(jù) 從 R1IN、 R2IN 輸 入 轉(zhuǎn) 換 成TTL/CMOS 數(shù) 據(jù) 后 從 R1OUT、 R2OUT 輸 出 。 第 三 部 分 是 供 電 。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v） 。 電 路 為 ： 圖 315 MAX232 內(nèi) 部 電 路 圖單 片 機(jī) stc89c52 通 過(guò) MAX232 電 路 與 單 片 機(jī) 進(jìn) 行 通 信 。電 路 圖 為 圖 3－ 16圖 316 MAX232 電 路 與 單 片 機(jī) 通 信 電 路4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的主要思路是將預(yù)置、發(fā)射、接收、顯示、聲音報(bào)警等功能編成獨(dú)立的模塊，在主程序中采用鍵控循環(huán)的方式，當(dāng)按下控制鍵后，在一定周期內(nèi)，依次執(zhí)行各個(gè)模塊，調(diào)用預(yù)置子程序，發(fā)射子程序、查詢接收子程序、定時(shí)子程序，并把測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行分析處理，根據(jù)處理結(jié)果決定顯示程序的內(nèi)容以及是否調(diào)用聲音，顯示報(bào)警程序。當(dāng)測(cè)得距離小于預(yù)置距離時(shí)，聲音，顯示報(bào)警程序被調(diào)用。 　　主程序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器