【文章內(nèi)容簡介】 控器，不過價格較為昂貴。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 安陽工學(xué)院2011畢業(yè)論文 這種電視機(jī)遙控器，組成簡單，應(yīng)用方便，在主電路中用一個接收頭，接受信號。通過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實現(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，方便簡單，而且市場上較多，價格便宜。 12第四章 硬件電路的設(shè)計硬件系統(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)動模塊、距離顯示模塊、報警模塊和主控器組成。： 本設(shè)計經(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只讀程序存儲器和128 B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(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存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S52提供了高性價比的解決方案。 AT89S52是一個低功耗高性能單片機(jī)，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，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存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。I/O 端口的編程實際上就是根據(jù)應(yīng)用電路的具體功能和要求對 I/O 寄存器 11進(jìn)行編程。具體步驟如下：(1) 根據(jù)實際電路的要求，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。對于用作輸入的端口可以不考慮方向初始化，因為 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 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：接外部晶振的一個引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個反相放大器輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。它采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)接地。XTAL2：接外部晶振的一個引腳。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時，則此引腳接外部振蕩信號的輸入。RST：AT89S52 的復(fù)位信號輸入引腳，高電位工作，當(dāng)要對芯片復(fù)位時，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個機(jī)器周期以上的時間，AT89S52便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項工作，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，測度距離精確。能和國外的SRF05,SRF02等超聲波測距模塊相媲美。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) 探測距離：2cm500cm該模塊的外形圖如下： 13 超聲波測距模塊的外形圖， 14 接線圖Pin名稱注釋1VCC供電 5V2Trig控制端3echo接收端4out空腳，請懸空5GND地該超聲波模塊的工作原理：(1) 采用IO觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；(2) 模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；(3) 有信號返回，通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。： 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)顯示和動態(tài)掃描顯示。本設(shè)計中采用動態(tài)掃描四個三極管作為位選的驅(qū)動開關(guān)和電流放大。： 超聲波測距報警模塊采用一個蜂鳴器，在連接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個三極管9012的放大。報警部分的連線， 小車驅(qū)動模塊為提高系統(tǒng)效率、降低功耗，功放驅(qū)動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H橋的高電壓大電流橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動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)測端，分別為兩個H橋的電流反饋腳，不用時可以直接接地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。，（外中斷0)。當(dāng)1838V接收到遙控信號時，產(chǎn)生中斷，處理遙控數(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：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 程序設(shè)計方案 超聲波測距程序設(shè)計方案主要由主程序、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)架了超聲波測距的基本功能之后，系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能主要是針對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用。根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)計和所完成的功能，系統(tǒng)軟件需要實現(xiàn)以下功能：(1) 信號控制在系統(tǒng)硬件中，已經(jīng)完成了發(fā)射電路、接收電路、檢測電路、顯示電路、門限檢測的設(shè)計。在系統(tǒng)軟件中，要完成增益控制信號、門控信號、發(fā)射脈沖信號、峰值采集信號、遠(yuǎn)近控制信號的時序及輸出。(2) 數(shù)據(jù)存儲為了得到發(fā)射信號與接收回波間的時間差，要讀出此刻計數(shù)器的計數(shù)值，然后存儲在 RAM 中，而且每次發(fā)射周期的開始，需要對計數(shù)器清零，以備后續(xù)處理。(3) 信號處理RAM 中存儲的計數(shù)值并不能作為距離值直接顯示輸出，因為計數(shù)值與實際的距離值之間轉(zhuǎn)換公式為：S=*V*T＝*V*(Tr*N)其中，T 為發(fā)射信號到接收之間經(jīng)歷的時間，Tr 為方波信號作為計數(shù)脈沖時計數(shù)器的時間分辨率，N 為計數(shù)器的值。在這個部分中，信號處理包括計數(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并考慮整個系統(tǒng)的控制流程，整個系統(tǒng)軟件都有 AT89S52系列單片機(jī)匯編語言實現(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。整個系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn) 20第五章 軟件設(shè)計 安陽工學(xué)院2011畢業(yè)論文 可以分為主程序、中斷服務(wù)程序等幾個主要部分。 超聲波測距顯示程序設(shè)計 22動態(tài)顯示是多個數(shù)碼管交替顯示，利用人的視覺暫留作用使人看到多個數(shù)碼管同時顯示。在編程時，需要輸出段選和位選信號，位選信號選中其中一個數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內(nèi)容，延時一段時間后，再選中另一個數(shù)碼管，再輸出對應(yīng)的段碼，高速交替。在動態(tài)顯示程序中，各個位的延時時間長短是非常重要的，如果延時時間長，則會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時時間太短，則會出現(xiàn)顯示暗且有重影。例如需要顯示數(shù)字“12”時，先輸出位選信號，選中第一個數(shù)碼管，輸出1 的段碼，延時一段時間后選中第二個數(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)超聲波接收到的時間，按照公式計算出距離信息，同時將距離信息發(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 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