【正文】 不過在老師和同學(xué)的幫助下，我不斷努力改進，從恩師身上我體味到了豐富的學(xué)養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、求實的態(tài)度，勤奮的精神。在一部分主要電路和程序，我借用了別人的成果，然而我的設(shè)計的理論基礎(chǔ)尚淺，對課題的研究經(jīng)驗還不成熟，使得在技術(shù)的解決與運用上顯得粗糙了一些。超聲波發(fā)射程序比較簡單，主要包括T0中斷服務(wù)程序和超聲波接收中斷服務(wù)程序。第四節(jié) 超聲波發(fā)送、接收中斷程序（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12μs左右，同時把計數(shù)器T0打開進行計時。這樣就可以抑制輸出的干擾。當(dāng)收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負(fù)跳變，在INT0或INT1端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離。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。但為了使電路穩(wěn)定工作，這個電容是必須的。 所示為實時播報電路： 實時播報部分電路原理圖值得注意的，當(dāng)系統(tǒng)上電時有時會出現(xiàn)意料之外的錄音過程，而這個意外的錄音過程會妨礙以前的聲音回放，一個偽EOM標(biāo)記會出現(xiàn)在存儲空間的開始部分。（6）音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活。ISD1700語音芯片具有以下特點：（1）可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年（2）兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式。芯片有兩路獨立的語音信號輸入通道，話筒輸入與模擬信號輸入。此芯片內(nèi)有振蕩器，可通過外部電阻來調(diào)節(jié)其振蕩頻率；還有帶自動增益控制(AGC)的話筒運放，模擬線路輸入，抗鋸齒濾波器，多級存儲陣列，平滑濾波器，音量控制，直接驅(qū)動喇叭的PWM輸出與接外部功放的電流/電壓輸出。第七節(jié) 報警電路ISD1700系列錄放芯片是一種高集成度，高性能的芯片。采用LED 動態(tài)顯示，數(shù)據(jù)經(jīng)過PIC 芯片的計算后傳到LED上，顯示精度是厘米。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，推薦阻值為200kΩ，沒有接受信號是該端輸出為高電平，有信號時則產(chǎn)生下降。4腳：接地端。2腳：該腳與地之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)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。： 圖 超聲波接收電路使用CX20106A集成電路對接收探頭受到的信號進行放大、濾波。寬頻帶濾波器：其頻率范圍為30Hz~60Hz，其中心頻率可調(diào)。CX20106是日本索尼公司的產(chǎn)品，采用單列8引腳的直插式封裝，內(nèi)部包含自動偏置控制電路、前置放大電路、帶通濾波、峰值檢波、積分比較器、斯密特整形輸出電路，配合少量外接元件就可以對38KHz左右的信號的接收與處理，： CX20106內(nèi)部結(jié)構(gòu)前置放大器：它是高增益的放大器，由于超聲波在空氣中直線傳輸時，傳輸距離越大，能量的衰減越厲害，故反射回來的超聲波信號的幅值會有很大的變化。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力，上拉電阻RR11一方面可以提高反向器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。本系統(tǒng)將40KHz方波信號分成兩路，分別由74LS04經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。本設(shè)計采用第一種方法產(chǎn)生超聲波發(fā)射信號。前者利用軟件產(chǎn)生40KHz的超聲波信號，通過輸出引腳輸入至驅(qū)動器，經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動后推動探頭產(chǎn)生超聲波。其中XTAL1和XTAL2外接一個晶體振蕩器，采用12MHZ的晶振以獲得穩(wěn)定的時鐘頻率，減小誤差。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和電容濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直接輸出電壓。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 系統(tǒng)總體框圖第二節(jié) AT89C51單片機簡介單片機是本系統(tǒng)的核心元件，它負(fù)責(zé)各個模塊的協(xié)調(diào)工作，記錄超聲波發(fā)送到遇障礙物后反射回來的時間差，并將這個時間差轉(zhuǎn)化為距離，然后通過LED顯示模塊把距離顯示出來。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計第一節(jié) 系統(tǒng)總體方案設(shè)計本系統(tǒng)基于超聲波反射原理利用單片機控制器產(chǎn)生40Khz的方波信號，通過發(fā)送模塊對方波信號進行功率放大，驅(qū)動超聲波探頭，發(fā)射40K超聲波。當(dāng)所用壓電材料不變時，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可非常方便的改變其固有諧振頻率。反之，如果兩級間為外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉(zhuǎn)化為電信號，這時它就成為超聲波傳感器。也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為f0交流電壓，它就會產(chǎn)生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣等媒介，便會發(fā)出超聲波。前者用于超聲波的發(fā)射，后者即為超聲波的接收。因此，用這種材料可以制成超聲傳感器[5]。壓電材料分為晶體和壓電陶瓷兩類。流體動力性中包括有氣體與液體兩種類型的哨笛。經(jīng)分析和大量實驗表明，頻率為40左右的超聲波在空氣中傳播效果最佳，同時為了處理方便，發(fā)射的超聲波被調(diào)制成具有一定間隔的調(diào)制脈沖波信號。假設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為，根據(jù)計時器記錄的時間，發(fā)射點距障礙物的距離，: 超聲波測距原理，兩探頭中心距離的一半用M表示，超聲波單程所走過的距離用表示，由圖可得： (1) (2)將式(2)帶入式(1)得： (3)在整個傳播過程中，超聲波所走過的距離為： (4)式中：為超聲波的傳播速度，為