【文章內(nèi)容簡介】 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗時，P2口亦接收低高位地址和其它控制信號。P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下所示。AT89S52 引腳號 第二功能 RXD （串行輸入） TXD （串行輸出） INT0 (外部中斷0) INT1 (外部中斷1) T0 （定時器0外部輸入） T1 （定時器1外部輸入） WR (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) RD (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RST: 復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過一個ALE脈沖。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89C51從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。AT89C52 有5個中斷源，中斷是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中, 由于計算機系統(tǒng)內(nèi)、 外的某種原因, 而必須中止原程序的執(zhí)行,轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應的處理程序,待處理結(jié)束之后, 再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的原程序的過程。  采用了中斷技術(shù)后的計算機, 可以解決CPU與外設之間速度匹配的問題, 使計算機可以及時處理系統(tǒng)中許多隨機的參數(shù)和信息, 同時, 它也提高了計算機處理故障與應變的能力。兩個外部中斷（INT0 和INT1），兩個定時中斷（定時器0、1）和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。IE還包括一個中斷允許總控制位EA，它能一次禁止所有中斷。中斷源是在一個計算機系統(tǒng)對中斷請求的來源，中斷可以人為設定，它可以在應對突發(fā)隨機事件設置。通常的I / O設備，實時控制系統(tǒng)的故障隨機參數(shù)和信息源等。較高優(yōu)先級的中斷，那么到更高的優(yōu)先級響應。當運行時，中斷服務程序，另一個中斷高優(yōu)先級中斷請求產(chǎn)生，當電流CPU中斷服務將暫停高級別中斷處理應用，可完成先進的中斷處理程序中斷程序關(guān)閉，然后再返回到CPU原始點繼續(xù)這一過程被稱為嵌套。 中斷響應的過程：（1） 在每個指令結(jié)束時，系統(tǒng)會自動檢測中斷請求信號，如果有一個中斷請求，并在打開的CPU，那么響應的中斷的中斷狀態(tài)。 （2）保護之前，在一般保護，禁止中斷，以防止現(xiàn)場銷毀現(xiàn)場的一幕。保護現(xiàn)場的指令一般用于堆疊在原程序中使用到堆棧中的寄存器。 （3）中斷服務的相應的中斷源是服務。 （4）恢復現(xiàn)場，將保護的數(shù)據(jù)在堆棧上彈出的復蘇之前，禁止中斷現(xiàn)場，以防止破壞現(xiàn)場。時間后，現(xiàn)場恢復開放中斷。 （5）返回時，此CPU的斷點地址時堆棧推彈回到程序計數(shù)器，使CPU繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。 晶振特點：如圖所示，單片機AT89C52的用于形成一個內(nèi)部振蕩器反相放大器，XTAL1和XTAL2的是放大器的輸入和輸出。振蕩電路連接圖超聲波是一種機械波頻率高于20kHz的機械波。為了作為一種超聲波檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。為了實現(xiàn)這個目的的設備是超聲波傳感器，可以使用超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波傳感器發(fā)射器和接收器，但一個超聲波傳感器也可發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波發(fā)生器可以分為兩類：一類是電氣方式產(chǎn)生超聲波，一個是由機械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方法包括壓力電動式等。機械方法加爾，長笛等系統(tǒng)，它們產(chǎn)生超聲波頻率，功率和聲學特性各不相同。在近距離電流測量更常用的壓電超聲換能器。超聲波傳感器是壓電效應的原理和超聲波能量相互轉(zhuǎn)化，即使用，當超聲波發(fā)射器，將電能轉(zhuǎn)化，超聲波發(fā)射器和接收回波時，將超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號。壓電超聲換能器是利用壓電晶體振蕩器工作。在圖所示超聲換能器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它有兩個壓電陶瓷基板和一個傳聲筒。當它應用于雙極性脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，促進了超聲振動共振板發(fā)電的話，它是一種超聲波發(fā)生器，另一方面，如果不施加電壓之間的兩個電極，當共振板收到超聲波共振，這是抑制振動的壓電晶片，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，然后它成為一個超聲波接收傳感器。超聲波發(fā)射器和接收器的超聲波傳感器探頭的結(jié)構(gòu)略有不同。 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路原理圖如上圖所示。發(fā)射電路主要由反相器74LS04和超聲波發(fā)射換能器T構(gòu)成，另一路經(jīng)兩級反相器后送到超聲波換能器的一個電極。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。輸出端采用兩個反相器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。上拉電阻RR11一方面可以提高反相器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。 超聲波接收電路超聲波檢測接收電路 集成電路CX20106A是一款紅外檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接受器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHZ與測距的超生波頻率40KHZ較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路實驗證明用CX20106A接受超聲波（無信號時輸出高電平），具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。適當更改電容C4的大小，可以改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。其中，CXA20106A為紅外線接收專用芯片，可以用于超聲波的接收。各引腳說明如表。CXA20106A各引腳說明引腳號說明1超聲波信號輸入端口，輸入阻抗為40kΩ。2該腳和地之間為RC串聯(lián)網(wǎng)絡，是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的組成部分，改變其數(shù)值可以改變前置放大器的增益與頻率特性。加大電阻或減小電容,會增大負反饋，減小放大倍數(shù)。但電容的改變會影響頻率特性，推薦選用R4=，C5=1μF。3該腳與地之間為檢波電容，電容大時為平均值檢波，瞬間的靈敏度低；電容小時為峰值檢波，瞬間靈敏度高，但輸出的脈寬變動幅度大。4該端口為接地端。 5該腳和電源之間接一個電阻，設置帶通濾波器的中心頻率f0，值越大，f0越低。6該腳和地間接一個積分電容，一般為330pF，如果取得太大，探測距離會變短。7集電極開路輸出，遙控命令輸出端，故該腳必須接上一個上拉電阻，阻值一般為22kΩ，沒接收信號時輸出為高電平，有信號時電平下降。8電源正端。LED數(shù)碼顯示管是由發(fā)光二極管按一定的結(jié)構(gòu)組合起來的顯示器件，通常使用的是8段式數(shù)碼管，它一般有共陽和共陰兩種。圖(a)為共陰極數(shù)碼管的引腳圖，從ag引腳輸入不同的8位二進制編碼，可用于顯示不同的數(shù)字或字符。圖 (b)為共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)，8段發(fā)光二極管的陽極接在一起，陰極端分開控制，使用時公共端來接電源。要使哪根發(fā)光二極管亮，那么對應的陰極接地。圖 (c)為共陰極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)，8段發(fā)光二極管的陰極接在一起，陽極端分開來控制，使用時公共端接地，要使哪根發(fā)光二極管亮，那么對應的陽極端接高電平。 數(shù)碼管數(shù)碼管在顯示時通常有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。(1) 動態(tài)顯示：動態(tài)顯示是將所有的數(shù)碼管的段選線并接連接在一起，用一個I/O接口控制，公共端不是直接接地(共陰極)或電源(共陽極)，而是通過相應的I/O接口線控制，每一個數(shù)碼管的公共端與一根I/O線相連。桑單片機在輸入字符碼時，所有的數(shù)碼管接收到的字符碼相同，但是哪個數(shù)碼管顯示取決于，】公共端控制碼。通過分時輪流來控制各個數(shù)碼管的的公共端，就可以讓數(shù)碼管輪流受控顯示。由于人的視覺暫留效應，只要循環(huán)的周期足夠快，那么看起來所有的數(shù)碼管都是一起顯示的，這就是動態(tài)顯示原理。動態(tài)顯示所用的I/O接口信號線少，線路簡單。(2)靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)顯示時，在其公共端直接接地(共陰極)或電源(共陽極)，各段選線分別與I/O接口線相連。想要顯示字符，直接在I/O線發(fā)送相應的字符碼。靜態(tài)顯示結(jié)構(gòu)簡單，則顯示方便，要顯示某個字符，直接在I/O線上發(fā)送相應的字符碼，但是一個數(shù)碼管需要8根I/O線，如果數(shù)碼管個數(shù)少，這時用起來方便，但是如果數(shù)碼管數(shù)目較多，這時占用很多的I/O線，所以數(shù)碼管較多時常采用動態(tài)顯示。此設計顯示電路采用4位共陽LED數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機的P0口，、,數(shù)碼管位驅(qū)運用74LS07驅(qū)動。為使電路簡單，提高可靠性，此超聲波測距儀的顯示系統(tǒng)采用動態(tài)顯示。第四章 設計原理及工作說明4．1 設計原理圖及分析系統(tǒng)初始化開始發(fā)射超聲波脈沖接收超聲波脈沖計算距離顯示結(jié)果具體工作原理說明：超聲波傳感器發(fā)射部分主要受單片機控制發(fā)射超聲波，超聲波傳感器接收部分接受已發(fā)射的超聲波。單片機AT89C52中的程序可控制在超