【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 控器，不過價(jià)格較為昂貴。方案三：采用目前最為流行軟包9012電視機(jī)遙控器 10第四章 硬件電路的設(shè)計(jì) 安陽工學(xué)院2011畢業(yè)論文 這種電視機(jī)遙控器，組成簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，在主電路中用一個(gè)接收頭，接受信號(hào)。通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)解碼，予以控制。綜合考慮：本系統(tǒng)采用采用9012電視機(jī)遙控器，方便簡(jiǎn)單，而且市場(chǎng)上較多，價(jià)格便宜。 12第四章 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)主要有超聲波數(shù)據(jù)采集模塊、紅外遙控接收模塊、小車驅(qū)動(dòng)模塊、距離顯示模塊、報(bào)警模塊和主控器組成。： 本設(shè)計(jì)經(jīng)過第三章的論證，選用了ATMEl公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)，AT89S52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52提供了高性價(jià)比的解決方案。 AT89S52是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，AT89S52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。I/O 端口的編程實(shí)際上就是根據(jù)應(yīng)用電路的具體功能和要求對(duì) I/O 寄存器 11進(jìn)行編程。具體步驟如下：(1) 根據(jù)實(shí)際電路的要求，選擇要使用哪些 I/O 端口，用 EQU 偽指令定義其相應(yīng)的寄存器；(2) 初始化端口的數(shù)據(jù)輸出寄存器，應(yīng)避免端口作為輸出時(shí)的開始階段出現(xiàn)不確定狀態(tài)，影響外圍電路正常工作；(3) 根據(jù)外圍電路功能，確定 I/O 端口的方向，初始化端口的數(shù)據(jù)方向寄存器。對(duì)于用作輸入的端口可以不考慮方向初始化，因?yàn)?I/O 的復(fù)位缺省值為輸入；(4) 用作輸入的 I/O 管腳，如需上拉，再通過輸入上拉使能寄存器為其內(nèi)部配置上拉電阻；(5) 最后對(duì) I/O 端口進(jìn)行輸出(寫數(shù)據(jù)輸出寄存器)和輸入(讀端口)編程，完成對(duì)外圍電路的相應(yīng)功能。 AT89S52單片機(jī)芯片XTAL1：接外部晶振的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。它采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。XTAL2：接外部晶振的一個(gè)引腳。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，則此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入。RST：AT89S52 的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電位工作，當(dāng)要對(duì)芯片復(fù)位時(shí)，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S52便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項(xiàng)工作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)。： 12 最小系統(tǒng)硬件原理圖 超聲波測(cè)距模塊本系統(tǒng)采用深圳市捷深科技生產(chǎn)URF04模塊，本模塊性能穩(wěn)定，測(cè)度距離精確。能和國(guó)外的SRF05,SRF02等超聲波測(cè)距模塊相媲美。模塊高精度，盲區(qū)（2cm）超近。該模塊的主要技術(shù)參數(shù)：(1) 使用電壓：DC5V(2) 靜態(tài)電流：小于2mA(3) 電平輸出：高5V(4) 電平輸出：底0V(5) 感應(yīng)角度：不大于15度(6) 探測(cè)距離：2cm500cm該模塊的外形圖如下： 13 超聲波測(cè)距模塊的外形圖， 14 接線圖Pin名稱注釋1VCC供電 5V2Trig控制端3echo接收端4out空腳，請(qǐng)懸空5GND地該超聲波模塊的工作原理：(1) 采用IO觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào)；(2) 模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；(3) 有信號(hào)返回，通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。： 超聲波發(fā)射圖： 超聲波接收電路： 超聲波與單片機(jī)接口電路 15 超聲波測(cè)距顯示模塊在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)掃描四個(gè)三極管作為位選的驅(qū)動(dòng)開關(guān)和電流放大。： 超聲波測(cè)距報(bào)警模塊采用一個(gè)蜂鳴器，在連接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個(gè)三極管9012的放大。報(bào)警部分的連線， 小車驅(qū)動(dòng)模塊為提高系統(tǒng)效率、降低功耗，功放驅(qū)動(dòng)電路采用基于雙極型H橋型脈寬調(diào)制方式（PWM）的集成電路L298N。L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含二個(gè)H橋的高電壓大電流橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46伏、2安培以下的電機(jī)，工作溫度范圍從－25度到130度。 16 L298N內(nèi)部的內(nèi)部邏輯圖。 L298N引腳圖。 17 L298N引腳功能說明引腳名稱功能說明1；15SenseA。 SenseB電流監(jiān)測(cè)端，分別為兩個(gè)H橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以直接接地2；3Out1。 Out21Y1Y2輸出端4VS功率電源電壓，此引腳與地必須連接100nF電容器5；7Input1。 Input21A1A2輸入端，TTL電平兼容6；11EnableA。EnableBTTL電平兼容輸入1EN、2EN使能端，低電平禁止輸出8GND地9VSS邏輯電源電壓，此引腳與地必須連接100nF電容器10；12Input3。 Input42A2A2輸入端，TTL電平兼容13；14Out3。 Out42Y2Y2輸出端。 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 紅外遙控接收模塊遙控接收使用紅外接收模塊1838，該接收模塊是一個(gè)三端元件，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高的特點(diǎn)。，（外中斷0)。當(dāng)1838V接收到遙控信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生中斷，處理遙控?cái)?shù)據(jù)，處理完后返回。 18 紅外遙控接收模塊： 遙控接收使用紅外接收模塊1838的外形封裝紅外接收頭的主要參數(shù)如下：工作電壓：～工作電流：～接收頻率：38kHz峰值波長(zhǎng)：980nm靜態(tài)輸出：高電平輸出低電平：≤輸出高電平：接近工作電壓 19 紅外遙控模塊 21第五章 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)方案 超聲波測(cè)距程序設(shè)計(jì)方案主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序、報(bào)警子程序及顯示子程序等部分組成。在系統(tǒng)硬件構(gòu)架了超聲波測(cè)距的基本功能之后，系統(tǒng)軟件所實(shí)現(xiàn)的功能主要是針對(duì)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用。根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和所完成的功能，系統(tǒng)軟件需要實(shí)現(xiàn)以下功能：(1) 信號(hào)控制在系統(tǒng)硬件中，已經(jīng)完成了發(fā)射電路、接收電路、檢測(cè)電路、顯示電路、門限檢測(cè)的設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)軟件中，要完成增益控制信號(hào)、門控信號(hào)、發(fā)射脈沖信號(hào)、峰值采集信號(hào)、遠(yuǎn)近控制信號(hào)的時(shí)序及輸出。(2) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為了得到發(fā)射信號(hào)與接收回波間的時(shí)間差，要讀出此刻計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，然后存儲(chǔ)在 RAM 中，而且每次發(fā)射周期的開始，需要對(duì)計(jì)數(shù)器清零，以備后續(xù)處理。(3) 信號(hào)處理RAM 中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)值并不能作為距離值直接顯示輸出，因?yàn)橛?jì)數(shù)值與實(shí)際的距離值之間轉(zhuǎn)換公式為：S=*V*T＝*V*(Tr*N)其中，T 為發(fā)射信號(hào)到接收之間經(jīng)歷的時(shí)間，Tr 為方波信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖時(shí)計(jì)數(shù)器的時(shí)間分辨率，N 為計(jì)數(shù)器的值。在這個(gè)部分中，信號(hào)處理包括計(jì)數(shù)值與距離值換算，二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。(4) 數(shù)據(jù)傳輸與顯示經(jīng)軟件處理得到的距離送顯示輸出，用四位 LED 表示。由于采用了單片機(jī)AT89S52并考慮整個(gè)系統(tǒng)的控制流程，整個(gè)系統(tǒng)軟件都有 AT89S52系列單片機(jī)匯編語言實(shí)現(xiàn)。由于距離值的得出及顯示是在中斷子程序中完成的，因此在初始化發(fā)射程序后進(jìn)入中斷響應(yīng)的等待。在中斷響應(yīng)之后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)數(shù)值與距離值換算子程序，二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序后顯示輸出。整個(gè)系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn) 20第五章 軟件設(shè)計(jì) 安陽工學(xué)院2011畢業(yè)論文 可以分為主程序、中斷服務(wù)程序等幾個(gè)主要部分。 超聲波測(cè)距顯示程序設(shè)計(jì) 22動(dòng)態(tài)顯示是多個(gè)數(shù)碼管交替顯示，利用人的視覺暫留作用使人看到多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。在編程時(shí)，需要輸出段選和位選信號(hào)，位選信號(hào)選中其中一個(gè)數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內(nèi)容，延時(shí)一段時(shí)間后，再選中另一個(gè)數(shù)碼管，再輸出對(duì)應(yīng)的段碼，高速交替。在動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短是非常重要的，如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時(shí)時(shí)間太短，則會(huì)出現(xiàn)顯示暗且有重影。例如需要顯示數(shù)字“12”時(shí)，先輸出位選信號(hào)，選中第一個(gè)數(shù)碼管，輸出1 的段碼，延時(shí)一段時(shí)間后選中第二個(gè)數(shù)碼管，輸出2 的段碼。把上面的流程以一定的速度循環(huán)執(zhí)行就可以顯示出“12”，由于交替的速度非常快，人眼看到的就是連續(xù)的“12”。 主程序初始化后主要判斷是否發(fā)送超聲波，發(fā)送超聲波后，根據(jù)超聲波接收到的時(shí)間，按照公式計(jì)算出距離信息，同時(shí)將距離信息發(fā)送到相應(yīng)的顯示端口，使LED顯示屏予以顯示當(dāng)前的距離信息。 超聲波數(shù)據(jù)采集電路軟件流程圖 控制電路程序設(shè)計(jì) 紅外遙控器的一幀數(shù)據(jù)中含有32 位碼，包含兩次8 位用戶碼，8 位數(shù)據(jù)碼 21和8 位數(shù)據(jù)碼的反碼及最后位的同步位。 的載波關(guān)斷波形所構(gòu)成，以作為用戶碼、數(shù)據(jù)碼以及他們的反碼的先導(dǎo)。同步位（SY）是標(biāo)志最后一位編碼是“0”或“1