【文章內(nèi)容簡介】 端和外圍電路復位端。適用于應用現(xiàn)場干擾大、電壓波動大的工作環(huán)境，并且，當系統(tǒng)有多個復位端時，能保證可靠的同步復位。⑶按鍵電平復位，按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與VCC電源接通而實現(xiàn)的?？紤]本設計結(jié)構(gòu)簡單，干擾小，故采用按鍵電平復位。電路圖如圖10所示。圖10 按鍵電平復位電路 時鐘電路時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格的按時序進行工作。該時鐘電路由兩個電容和一個晶體振蕩器構(gòu)成。XTAL1是接外部晶體管的一個引腳，在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。輸出端為引腳XTAL2，在芯片的外部通過這兩個引腳接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的電容一般取30左右，電路中采用12，晶體振蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高。其電路如圖11所示。圖11 時鐘電路 超聲波測距電路，利用外中端口檢測超聲波接收電路的返回信號，顯示電路采用簡單的1602液晶。采用STC89C52來實現(xiàn)對CX20106A紅外接收芯片和超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制。然后利用單片機的INTO，當INTO引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r就認為超聲波已經(jīng)返回。計數(shù)器所記的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時間，通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。本系統(tǒng)的特點是利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射到接收往返時間的計時。3 芯片的介紹 系統(tǒng)主控芯片的介紹選擇STC89C52單片機作為該系統(tǒng)的主控芯片。STC89C52片內(nèi)含有8K的可反復擦寫的只讀Flash程序存儲器和512 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。40個引腳，32個雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時含有3個16位可編程定時器，2個串行中斷，2個外部中斷源和2個讀寫中斷口線。性能卓越，保密性好，因為采用串口燒寫所以燒寫更方便更安全，不用擔心會燒壞芯片，STC單片機可重復燒寫10萬次,是普通51單片機的100倍。STC89C52完全兼容AT89C5AT89C52 、AT89S5 AT89S52 ,擴展性比AT89S52強很多。STC89C52的管腳圖如圖13：圖13 STC89C52管腳I/O端口的編程實際上就是根據(jù)應用電路的具體功能和要求對I/O寄存器進行編程。具體步驟如下：⑴根據(jù)實際電路的要求，選擇要使用哪些I/O端口，用EQU偽指令定義其相應的寄存器；⑵初始化端口的數(shù)據(jù)輸出寄存器，應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；⑶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的復位缺省值為輸入；⑷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；⑸最后對I/O端口進行輸出（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功能。4 系統(tǒng)軟件設計超聲波測距儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。C語言程序有利于實現(xiàn)較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序既有較復雜的計算（計算距離），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。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)的處理和應用，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、顯示電路等的設計。在系統(tǒng)軟件中，要完成增益控制信號、發(fā)射脈沖信號、遠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之間顯示和輸出，因為計數(shù)值與實際的距離值之間要通過公式轉(zhuǎn)換，其中t為發(fā)射信號到接收之間經(jīng)歷的時間，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。在這部分中，信號處理包括計數(shù)值與距離值的換算，二進制數(shù)與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換。（4）數(shù)據(jù)傳輸與顯示經(jīng)軟件處理得到的距離送到LED數(shù)碼管顯示。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)射程序后進入中斷響應的等待。在中斷響應之后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)計數(shù)值與距離值換算子程序，二進制與十進制轉(zhuǎn)換子程序后顯示輸出。整個系統(tǒng)軟件的功能的實現(xiàn)可以分為主程序、中斷服務程序幾個主要部分。 算法設計超聲波測距的原理是超聲波發(fā)生器T在某時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波信號遇到障礙物后反射回來，就被超聲波接收器R所接收。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與障礙物之間的距離。距離的計算公式為： (6)其中，H為障礙物與測距儀的距離，s為超聲波往返的路程，為超聲波的速度，為超聲波往返所用的時間。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內(nèi)部的定時器T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和接收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在INT0或INT1端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。 主程序主程序是單片機程序的主體，整個單片機端系統(tǒng)軟件的功能的實現(xiàn)都是在其中完成的，在此過程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務程序。主程序首先要對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設置定時器T0工作模式為16位定時/計數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并對顯示端口P0和P2清零；然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測距器會有一個最小可測距離的原因）后才打開外中斷0接收返回的超聲波信號，由于采用的是12的晶振，計數(shù)器每計一個數(shù)就是1，所以當主程序檢測到接收成功的標志后，將計數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（7）計算，即可得被測物體與障礙物之間距離，設計時取20℃時的聲速為344，則有 （7）其中：為計數(shù)器T0的計數(shù)值。測出距離后，結(jié)果將以十進制BCD碼方式送往數(shù)碼管顯示。圖15所示為主程序流程圖。程序如下 includeinclude define uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit beep=P1^4。 //蜂鳴器 sbit lcdrs=P1^0。 //液晶數(shù)據(jù)命令選擇端sbit lcdrw=P1^1。 //讀寫端sbit lcden=P1^2。 //使能端sbit trig=P1^3。 //超聲波發(fā)送sbit echo=P3^2。 //超聲波接受uchar dis[]=the distance is :。uchar num[]=0123456789。uint distance,flag,a=0。void delay(uint z){uint x,y。for(x=z。x0。x)for(y=121。y0。y)。}void HC_init(){ TMOD=0x09。 TR0=1。 TH0=0。 TL0=0。}uint HC_jisuan(){ uint dist,time。 a=0。 if(flag==1) { time=TH0*256+TL0。 dist=time*。 if(dist300) { a=1。 } } if(flag==0) { dist=0。