【導(dǎo)讀】昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院。——車輛行駛輔助系統(tǒng)。業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙

　　

【正文】 是使用 12V 編程電壓 Vpp。 （ 8） XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 （ 9） XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S52 單片機(jī)的基本工作原理 單片機(jī)是通過執(zhí)行程序來工作的，機(jī)器執(zhí)行不同程序就能完成不同的運(yùn)算任務(wù)。因此，單片機(jī)執(zhí)行程 序的過程實(shí)際上也體現(xiàn)了單片機(jī)的基本工作原理。 （ 1）單片機(jī)的指令系統(tǒng)和程序編制： 指令是一種可以供機(jī)器執(zhí)行的控制代碼，故它又稱為指令碼 (Instruction Code)。指令碼由操作碼 (Operation Code)和地址碼 (Address Code)構(gòu)成：操作碼用于指示機(jī)器執(zhí)行何種操作；地址碼用于指示參加操作的數(shù)在哪里。其格式為： 操作碼 地址碼 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 21 頁(yè) 指令碼的二進(jìn)制形式既不便于記憶，又不便于書寫，故人們通常采用助記符形式來表示，表 31所列。 表 31 指令的三種形式 指令的二進(jìn)制形式 指令的十六進(jìn)制形式 指令的匯編形式 01110100 data1 74 data1 MOV A,data1。A← data1 00100100 data2 24 data2 ADD A,data2。 A← data1+data2 10000000 1111110 80 FE SJMP $。停機(jī) 指令的集合或指令的全體稱為“指令系統(tǒng)” (Instruction System)。微處理器類型不同，它的指令系統(tǒng)也不一樣。所謂程序就是采用指令系統(tǒng)中的指令根據(jù)題目要求排列起來的有序指令的集合。 程序的編制稱為“程序設(shè)計(jì)”。通常， 設(shè)計(jì)人員采用指令的匯編符 (即助記符 )形式編程，這種程序設(shè)計(jì)稱為“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”。顯然，設(shè)計(jì)人員如果不熟悉機(jī)器的指令系統(tǒng)是無法編出優(yōu)質(zhì)高效的程序的。 （ 2）單片機(jī)執(zhí)行程序的過程 為了弄清單片機(jī)的工作原理，現(xiàn)以如下的 Y=5+10 求和程序來說明單片機(jī)的工作過程。 7405H MOV A， 05H ； A← 05H 240AH ADD A， 0AH ； A← 5+10 80FEH SJMP $ ；停機(jī) 該程序由三條指令組成，每條指令均為雙字節(jié)指令 (即第一字節(jié)為操作碼，第二字節(jié)為地址碼 )。第一條指令的含義是把 05H 傳送到累加器 A 中；第二條指令是加法指令，它把累加器 A 中的 5 和立即數(shù) 10 相加，結(jié)果保留到累加器 A 中；第三條是停機(jī)指令，機(jī)器執(zhí)行后處于動(dòng)態(tài)停機(jī)狀態(tài) [9]。 紅外遙控接收器集成芯片 CX20216A 簡(jiǎn)介 CX20216A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，因體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低、方便實(shí)用而 在 視頻、音頻、空調(diào)、風(fēng)扇等各種遙控系統(tǒng)中作遙控信號(hào)接收電路 中得到廣泛的應(yīng)用。 其 內(nèi)部電路由前置放大器，自動(dòng)偏置電平控制電路（ ABLC）、限幅畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 22 頁(yè) 放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和波形整形電路等組成。 CX20216 也同樣適用于 超聲波測(cè)試，主要頻率在 38KHZ~41KHZ，在超聲波應(yīng)用中通常選取 40KHZ。 引腳功能說明及數(shù)據(jù) CX2O106A 集成電路內(nèi)含遙控信號(hào)接收、帶通濾波、榆波等電路。該 IC采用 8 腳封裝 方 式，其集成電路的引腳功能說明及數(shù)據(jù) [10]如表 32所列。 表 32 引腳功能說明 引腳 符號(hào) 功能 說明 電壓（ V） ① IN 遙控信號(hào)輸入端 該腳和地之間連接著 PIN 光電二極管，該集成塊①腳輸入阻抗約 40177。 5kΩ ② C1 RC 網(wǎng)絡(luò)連接端 該腳與地之間接有 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，用來確定前置放大器的頻率特性 和增益。電阻值大，容量值小，則增益低；反之，則高。 ③ C2 檢測(cè)電容連接端 該腳與地之間接著檢波電容。電容量大為平均值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度低；電容量小則為峰值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度高。 ④ GND 接地端 —— 0 ⑤ f0 帶通濾波器中心頻率設(shè)置端 該腳與電源間所接電阻器，是用來設(shè)置帶通濾波器的中心頻率 f0，電阻值為 200kΩ時(shí)，中心頻率 f0=40KHz；電阻值為 220kΩ時(shí)，中心頻率f0=38KHz。 ⑥ C3 積分電容連接端 該腳所接的積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，當(dāng)其容量值變大，則外部燥波干擾增強(qiáng)，而且輸出脈沖的低電平持續(xù)時(shí)間增加，遙控距離變短。 1 ⑦ OUT 遙控指令信號(hào)輸出端 該端口為集電極開路輸出端。該腳和電源間連接一只約為 22 kΩ電阻后，輸出脈沖低電平的標(biāo)準(zhǔn)值約為 。 ⑧ Vcc 供電電源端 5V177。 工作電源電壓輸入端。 5 引腳布局及封裝 集成電路的內(nèi)電路方框圖與典型應(yīng)用電路如圖 33 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 23 頁(yè) 圖 33（ a） 芯片封裝 圖 33（ b） CX20216A 集成塊的內(nèi)電路方框圖及典型應(yīng)用電路 六反相器 74LS04 基礎(chǔ)知識(shí) 74LS04 系列為六組反向器，共有 54/740 54/74H0 54/74S0 54/74LS04 四種線路結(jié)構(gòu)形式，其主要電特性的典型值 [11]如下： 型號(hào) tPLH tPHL PD 5404/7404 12ns 8ns 60mW 54H04/74H04 6ns 140mW 54S04/74S04 3ns 3ns 113mW 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 24 頁(yè) 54LS04/74LS04 9ns 10ns 12mW 引出端符號(hào)： 1A－ 6A 輸入端 1Y－ 6Y 輸出端 邏輯圖： 極限值： 電源電壓 ???? ?????? ????????? ? ?7V 輸入電壓： 54/740 54/74H0 54/74S04???? 54/74LS04??????????? ? ?7V 工作環(huán)境溫度： 54XXX? ??????????? ?? ? 55~125℃ 74XXX????? ?????? ? ???0~70 ℃ 存儲(chǔ)溫度：???????????? ??????? 65~150℃ 功能表： 既 輸入高電平 為 1（ 5V） ，對(duì)應(yīng) 輸出低電平 為 0（ 0V） 。芯片 共有 14個(gè)接口 ， 7 號(hào)接地 ,14號(hào)接工作電壓 5V,另外的 12,34,56,89,1011,1213分別是六個(gè)反向器。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 25 頁(yè) 第 4 章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 基于 AT89S52 單片機(jī)的中央處理模塊 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距的原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 t，然后求出距離 s＝ vt/2，公式中的 v 為超聲波波速。 限制該系統(tǒng)的最大可測(cè)距離存在 4個(gè)因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波 之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。為了增加所測(cè)量的覆蓋范圍、減小測(cè)量誤差，可采用多個(gè)超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射／接收的設(shè)計(jì)方法。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速 C與溫度有關(guān)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng) 。 對(duì) 52 系列單片機(jī)來說 ,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括 :單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路 。其各個(gè)部分也有一定的設(shè)計(jì)規(guī)格，具體說明如下： 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C1 的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用 10~30uF， 52單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。 52單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振 Y1也可以采用 6MHz 或者 ，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振， 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。 52單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容 C C3一般采用 15~33pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好 。 P0 口為開漏輸出，作為輸出口時(shí)需加上拉電阻，阻值一般為 10k。 最小系統(tǒng)電路 [12]原理圖如 圖 41所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 26 頁(yè) 圖 41 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖 超聲波發(fā)生電路 超聲波發(fā)射電路原理圖如圖 42 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，單片機(jī) 端口輸出的 40KHz 的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。上位電阻 R1 R15 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū) 動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 27 頁(yè) 圖 42 超聲波發(fā)射電路原理圖 壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。 超聲波接收電路 使用 CX20216A 作 為超聲波接收處理的典型電路 ， 當(dāng) CX20216A 接收到 40KHz 的信號(hào)時(shí)，會(huì)在第 7腳產(chǎn)生一個(gè)低電平下降脈沖，這個(gè)信號(hào)可以接到單片機(jī)的外部中斷引腳作為中斷信號(hào)輸入 ， 當(dāng)收到超聲波時(shí)產(chǎn)生一個(gè)下降沿，接到單片機(jī)的外部中斷。當(dāng)超聲波 換能接收器 接收到 40KHz 方波信號(hào)時(shí)，將會(huì)將此信號(hào)通過CX20216A 驅(qū)動(dòng)放大送入單片機(jī)的外部中斷 I/O 口。單片機(jī)在得到外部中斷請(qǐng)求后，會(huì)轉(zhuǎn)入外部中斷服務(wù)程序進(jìn)行處理 。 集成電路 CX20216A 是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 28 頁(yè) 接收器?？紤]到紅外遙控常用 的載波頻率 38KHz與測(cè)距的超聲波頻率 40KHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路 (如圖 43)。實(shí)驗(yàn)證明用 CX20216A 接收超聲波(無信號(hào)時(shí)輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。適當(dāng)更改電容 C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。 圖 43 超聲波檢測(cè)接收電路 數(shù)碼管顯示電路 七段數(shù)碼管是電子開發(fā)過程中常用的輸出顯示設(shè)備，本設(shè)計(jì)基于顯示需求采用兩個(gè)四位一體、共陽(yáng)極型七段數(shù)碼管作為顯示單元。其單個(gè)靜態(tài)數(shù)碼管如下圖 44所示：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 29 頁(yè) 圖 44 單位七段數(shù)碼管 由于共陽(yáng)極 七段數(shù)碼管公共端連接到 VCC，當(dāng)數(shù)碼管中的某一段被輸入低電平，則相應(yīng)的這一點(diǎn)被點(diǎn)亮。反之則不亮。四位一體的氣短數(shù)碼管在單個(gè)靜態(tài)數(shù)碼管的基礎(chǔ)上加入了用于選擇哪一位數(shù)碼管的位選信號(hào)端口。八個(gè)數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、dp 都連接在了一起，使用單片機(jī)上的 ^ 端口控制。八個(gè)數(shù)碼管則分別由各自的位選信號(hào)來控制，被選通的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，其余關(guān)閉 [13]。該系統(tǒng)的顯示電路原理圖如圖 45 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 30 頁(yè) 圖 45 四位共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示電路 系統(tǒng)工作狀態(tài)指示及報(bào)警電路模塊 系統(tǒng)的報(bào)警指示燈共分為三個(gè)： 工作狀態(tài)指示燈（系統(tǒng)正常工作）、工作狀態(tài)指示燈（又報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的保護(hù)命令使車輛停止移動(dòng)）和前端報(bào)警指示燈（車輛前端超聲波探測(cè)器單元的報(bào)警信號(hào)輸出），分別用單片機(jī)的 、 、 端口輸出高電畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 第 31 頁(yè)