【正文】 ，脈沖寬度為 12μ s 左右，同時把計數(shù) 器 T0 打開進行計時。超聲波發(fā)生子程序較簡單，但要求程序運行準確 。 N Y 圖 定時中斷服務子程序 開始 結(jié)束 定時中斷入口 停止發(fā)射 發(fā)射超聲波 定時器初始化 發(fā)射完否？ 24 圖 外部中斷服務子程序 超聲波測距儀主程序利用外中斷 1 檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（即 INT1 引腳出現(xiàn)低電平），立即進入中斷程序。進入中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0 停止計時，并將測距 成功標志字賦值 1。如果當計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則定時器 T0 溢出中斷將外中斷 1 關(guān)閉，并將測距成功標志字賦值 2 以表示此次測距不成功。 開始 結(jié)束 開外部中斷 關(guān)外部中斷 輸出結(jié)果 讀取時間值 計算距離 外部中斷入口 25 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試仿真 系統(tǒng)軟硬件部分設計已經(jīng)完成，超聲波測距儀設計已經(jīng)進入最后階段，已具備調(diào)試仿真條件。下面將通過 proteus軟件進行仿真調(diào)試。 proteus 軟件簡介 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件 ， Proteus 主要由 ISIS 和 ARES 兩部分組成 ， ISIS 的主要功能是原理圖設計及與電路原理圖的交互仿真 ， ARES 主要用于印制電路板的設計。 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：（ 1）實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種 虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。（ 2）支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片 。（ 3）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中， 也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境 ，如 Keil C51 uVision2 等軟件。（ 4）具有強大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。 特點：支持 ARM7， PIC， AVR， HC11 以及 8051 系列的微處理器 CPU 模型，更多模型正在開發(fā)中，交互外設模型有 LCD 顯示、 RS232 終端、通用鍵盤、開關(guān)、按鈕、 LED 等；強大的調(diào)試功能，如訪問寄存器與內(nèi)存，設置斷點和單步運行模式；支持如 IAR、 Keil 和 Hitech 等開發(fā)工具的源碼 C 和匯編的調(diào)試；一鍵“ make”特性：一個鍵完成編譯與仿真操作；內(nèi)置超過 6000 標準 SPICE 模型，完全兼容制造商提供的 SPICE 模型； DLL 界面為應用 提供特定的模式；基于工業(yè)標準的 SPICE3F5 混合模型電路仿真器 14 種虛擬儀器：示波器、邏輯分析儀 、信號發(fā)生器、規(guī)程分析儀 等； 26 高級仿真包含強大的基于圖形的分析功能：模擬、數(shù)字和混合瞬時圖形；頻率；轉(zhuǎn)換；噪聲；失真；付立 葉；交流、直流和音頻曲線；模擬信號發(fā)生器包括直流、正旋、脈沖、分段線性、音頻、指數(shù)、單頻 FM；數(shù)字信號發(fā)生器包括尖脈沖、脈沖、時鐘和碼流；集成 PROTEUS PCB 設計形成完整的 電子設計系統(tǒng)。 仿真調(diào)試結(jié)果 本系統(tǒng) 采用了 401 CX2021 404 4069 芯片及其其他電子器件 ，由于部分芯片在庫里找不到，所以只能 部分仿真。圖 為超聲波發(fā)射電路仿真電路圖， 為超聲波發(fā)射電路的仿真波形。 圖 仿真電路 27 圖 發(fā)射電路仿真波形 如圖所示，第一，二行為加在超聲波探頭上的波形，第三行為振蕩器產(chǎn)生的 40kHz的超聲波波形。 28 第 6 章 總結(jié)與展望 由于時 間和其它客觀上的原因，此次設計沒有成功做出實物。但是對設計有一個很好的理論基礎。設計的最終結(jié)果是使超聲波測距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測量距離。 超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。此次設計采用反射波方式。 超聲波測距儀硬件電路的設計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。單片機采用 AT89S51或其兼容系列。采用 12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機用 出 超聲波 換能器 所需的 40kHz的方波信號，利用外中斷 1口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的 128 64液晶模塊。 超聲波測距儀的軟件設計主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成，而超聲波測距儀的程序有較復雜的計算（計算距離時），所以控制程序可采用 C語言編程。超聲波測距儀主程序利用外中斷 1檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（即 INT1引腳出現(xiàn)低電平），立即進入中斷程序。進入中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0停止計時，并將測距成功標志字賦值 1。如果當計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號， 則定時器 T0溢出中斷將外中斷 1關(guān)閉，并將測距成功標志字賦值 2以表示此次測距不成功。 超聲波測距的算法設計原理為超聲波發(fā)生器 T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器 R所接收到。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)生器與反射物體的距離。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 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。 29 參考文獻 [1] 楊振江 , 蔡德芳 . 新型集成電路使用指南與典型應用 [M]. 西安 : 西安電子科技大學出版社 , 1985. 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[10] 占操 , 梁厚琴 , 曹燕 . 單片機系統(tǒng) 中的軟件抗干擾技術(shù) [J]. 武漢 : 電子技術(shù) , . 30 附錄 程序清單 //*包含頭文件 *// include include include include define NOP _nop_()。_nop_()。_nop_() define uchar unsigned char define uint unsigned int define ufloat unsigned float define ulong unsigned long //*常量定義 *// define circle 0xf2//循環(huán)播放 define stop_play 0xfe//停止播放 define vo_0 0xe0//音量 1 define vo_1 0xe1//音量 2 define vo_2 0xe2//音量 3 define vo_3 0xe3//音量 4 define vo_4 0xe4//音量 5 //*位定義 *// sbit RST=P2^0。 sbit CS=P2^1。//片選端 sbit CLK=P2^2。//時鐘 sbit DAT=P2^3。//數(shù)據(jù)位 sbit busy=P3^0。//忙信號 //*函數(shù)名： void send_(uchar add) //功能：發(fā)碼播放， add 為語音地址 *// sbit DQ = P2^6。 //定義 DS18B20 端口 DQ uchar presence 。 uchar temp_data[2]={0x00,0x00}。 31 uchar display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04, 0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}。 bit flash=0。 //顯示開關(guān)標記 //*位定義 /*// sbit csb=P3^6。 sbit green=P2^3。 sbit yellow=P2^4。 sbit red=P2^5。 bit flag_1=0。 uchar vo_vo=0xe7。 uint speed=340。 uint temp2。 uint temp。 define nop _nop_() uint count=0。 uchar high_time,low_time,flag=0,tc=2。 uchar flag_2=0。 uchar tc_say=0。 uint dis,dis_4[9]。 define uchar unsigned char define uint unsigned int /*12864LCD 引腳定義 */ sbit LCD_CS=P1^0。 //寄存器選擇輸入 sbit SID=P1^1。 //液晶讀 /寫控制 sbit SCLK=P1^2。 //液晶使能控制 define delayNOP()。 {_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。}。 //*延時 *//