52單片機超聲波測距畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-25 07:46 本頁面
【文章內容簡介】 0。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 高電平片內取 低電平片外取32~39:~(注意此接口的順序與其他I/O接口不同 與引腳號的排列順序相反)40:電源+5V[4](2)其主要特性有：用戶程序應用空間：8K壽命：1000寫／擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年工作頻率：0Hz一40MHz，外部晶振20MHz以下可省復位電路三級程序存儲器鎖定片上集成1280字節(jié)或512字節(jié)RAM32可編程I／O線兩個16位定時器／計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路有EEPROM功能看門狗在空閑模式下，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內的外設仍保持激活狀態(tài)，這種方式又軟件產生。此時，片內RAM和所有特殊功能寄存器的內容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或復位終止。應注意的是：在用硬件復位終止空閑模式時，AT89C2051通常從程序停止一直到內部復位獲得控制之前的兩個機器周期恢復程序執(zhí)行。在這種情況下片內硬件禁止對內部RAM的讀寫，但允許對端口的訪問，要消除硬件復位終止空閑模式對端口意外寫入的可能，原則上進入空閑模式指令的下一條指令不應對端口引腳或外部存儲器進行訪問。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內RAM和特殊功能寄存器的內容終止掉電模式前被凍結。退出模式的唯一方法是硬件復位，復位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內容，在VCC恢復到正常工作電平前，復位應無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重新啟動并穩(wěn)定工作[5]。 單片機的基本連接電路 單片機正常工作時，都需要一個時鐘電路和一個復位電路來構成單片機的最小系統(tǒng)。時鐘電路用于產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。本設計只有一片單片機，采用內部時鐘方式。STC89C52內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成一個自激振蕩器。外接晶體以及電容C1和C2構成并聯(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格的要求，但是電容的大小多少會影響振蕩器頻率的高低、蕩器的穩(wěn)定性、震的快速性和溫度穩(wěn)定性。外接晶體時，兩個電容通常選擇30PF左右，外接陶瓷諧振器時，本設計采用12MHZ的晶體振蕩器，c1和c2的電容值約為30PF[3]。復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)復位。在RST端出現(xiàn)高電平后的第二個周期，執(zhí)行內部復位，以后每個周期重復一次，直至RST端變低。單片機的復位電路有兩種：上電復位和手動復位[3]。本設計采用手動復位方式。當按下復位按鈕時，電容迅速放電，使RST端迅速變?yōu)楦唠娖?，復位按鈕松開后，電容通過電阻充電，逐漸使RST端恢復低電平。單片機的基本的連接電路如圖4所示：圖4 單片機最小系統(tǒng) 超聲波發(fā)射部分電路超聲波發(fā)射部分是為了讓超聲波發(fā)射換能器TCT40－16T能向外界發(fā)出40 kHz左右的方波脈沖信號。40 kHz左右的方波脈沖信號的產生通常有兩種方法：采用硬件如由555振蕩產生或軟件如單片機軟件編程輸出，為了節(jié)省成本，本次設計采用了后者。 kHz左右的方波脈沖信號，由于單片機端口輸出功率不夠，40 kHz方波脈沖信號分成兩路，送給一個由74HC04組成的推挽式電路進行功率放大以便使發(fā)射距離足夠遠，滿足測量距離要求，最后送給超聲波發(fā)射換能器TCT40－16T以聲波形式發(fā)射到空氣中。發(fā)射部分的電路，如下圖所示。圖中輸出端上拉電阻R3，R4，一方面可以提高反向器74HC04輸出高電平的驅動能力，另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。超聲波發(fā)射電路如圖5所示： 圖5 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收部分電路TCT40－16T發(fā)射的超聲波在空氣中傳播，遇到障礙物就會返回，返回的部分有超聲波接收器接收。超聲波接收部分是為了將反射波(回波)順利接收到，超聲波接收換能器TCT40－16R將接收到的反射波轉換變成電信號，并對此電信號進行放大、濾波、(INT0)引腳，以產生一個中斷。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。適當改變C4的大小，可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。CX20106A 各引腳作用如圖6所示： 圖6 CX20106A管腳示意圖CX20106A的引腳注釋：l腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。2腳：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R或減小C，將使負反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數(shù)為R=，C=。3腳：該腳與GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。4腳：接地端。5腳：該腳與電源端VCC接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kΩ時，fn≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。6腳： 該腳與GND之間接入
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