【正文】 在 t。本文處理方式 : 時(shí)間 : 00TLTH 24108 3 5 1 1 0 3 3 1)( iiii TTTV ????? //轉(zhuǎn)換后的速度擬存放在 R4R5，小數(shù)位忽略， R4RSR6R7 擬放距離值 // 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 31 距離： 546 5 5 3 600547 6 6 5 5 3 600542 0 0 06 5 5 3 66 5 5 3 600542 0 0 0002 0 0 0)(54)(002/7654????????????????RRTLTHRRTLTHRRTLTHRRFFFFFFFFTLTHsRRSTLTHSRRRRS? 其中 RRRR ???? ，即某溫度下變換速度等于某溫度下速度乘以 然后十六進(jìn)制化。然后將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)十進(jìn)制化，送顯示。 延時(shí)模塊 2(延時(shí) 250us): 延時(shí)目的 :依據(jù)原理，需要一個(gè) 250us (4kHz)的脈沖控制發(fā)射，而這脈沖即可以用延時(shí)模塊得到。 ③讀出 THOTLO 的時(shí)間值。 外部中斷 0處理子程序的主要工作過(guò)程是 : ①關(guān)總中斷 EA。本系統(tǒng)是采用 12M 晶振，即機(jī)器周期是 lus，波特率設(shè)定為 2400bit/s. (3) INTO 中斷 在啟動(dòng)發(fā)射脈沖的同時(shí)， AT89S52 的內(nèi)部 計(jì)數(shù)器 TO 開始計(jì)數(shù)。 （ 1）初值 THOTLO 分別是 0，直到 1NT0 中斷，讀出時(shí)間值，最長(zhǎng)時(shí)間是 65536 us，直到中斷 INTO 發(fā)生中斷停止，即關(guān)斷中斷控制位 TRO 時(shí)間表示如圖 所示。 (5)實(shí)時(shí)喂狗 (間隔拉低抬高總線 CS)。 (3)復(fù)位寫使能寄存器。其軟件工作過(guò)程如下 : (1)設(shè)置寫使能寄存器。 (4)置 ETO(開 TO 中 斷 )、 TR 1(開串口通訊 )、 ITO(外部中斷 0 下降沿觸發(fā) )、EA(開總中斷 )。 (1)將相關(guān)位定位，設(shè)置相關(guān)寄存器，如 : 等待 INT0中斷，即收到反射回波信號(hào) T0開始計(jì)時(shí)開中斷 開始發(fā)射， 延時(shí)250us 保證一個(gè) 4KHz 脈沖 開 始 清發(fā)射位，延時(shí) 2s 初始化 T0,X5045，串口 乘法運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，得到距離 初始化 T0,X5045，串口 開始發(fā)射， 延時(shí)250us 保 證 一 個(gè)4KHz 脈沖 清發(fā)射位，延時(shí) 2s 將距離送顯示電路顯示 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 29 V HIGH 78H V LOW EQU 79H ...... O CTR BIT ...... (2)置 T0,T1 定時(shí)器的相關(guān)特殊寄存器 TMOD=0x20,SCON=0x5,PCON=0x50, THO=0,TLO=0,TH1= OxF3， TL1=OxF3。由此 10 X 1/40000=250us，即需要 250 us 的一個(gè)脈沖， 250 us 的脈沖是利用延時(shí)程序得到，延時(shí)脈沖控制振蕩電路，振蕩電路振蕩 10 個(gè) 250us (40kHz)的脈沖串經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)超聲波器。定時(shí)器 T1 工作方式 2，自動(dòng)裝載，用于串口通訊，接收數(shù)據(jù)。聲波在空氣中傳播，超聲波所傳播距離為發(fā)射處到被測(cè)物面加被測(cè)面到接收處距離，實(shí)際為 2倍測(cè)量距離，故當(dāng)傳播 2cm 的距離，在 最后計(jì)算時(shí)應(yīng)該折算成測(cè)量距離，即 lcm 。 得到速度后，按照測(cè)距公式由單片機(jī)計(jì)算出測(cè)得距離并輸出顯示。其程序流程圖 所示。 超聲波測(cè)距系統(tǒng)軟件部分各模塊聯(lián)系關(guān)系圖如圖 模塊中，單片機(jī)是主題，各模塊關(guān)系平行，在程序執(zhí)行中，順序執(zhí)行。 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 27 圖 系統(tǒng)總體硬件示意圖 軟件設(shè)計(jì)采用 c語(yǔ)言、匯編混編編程，運(yùn)用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，對(duì)不同功能模塊的程序進(jìn)行分別編程，以便移植或調(diào)用，這樣使軟件層次結(jié)構(gòu)清晰，有利于軟件的調(diào)試修改。 (6)低功耗 CMOS 電路 (備用電流 lOuA、工作電流 3mA)。需加高電壓 (1518V 加在 WP 引腳 )及一個(gè)專門時(shí)序 。X5045 輸出復(fù)位高電平有效， X5043 輸出復(fù)位電平低有效，確保直至 VCC=1 V 復(fù)位信號(hào)仍有效 。 (2)集成了可編程看門狗定時(shí)器 (可設(shè)定看門狗超時(shí)時(shí)間，典型時(shí)間200ms,600ms, 或禁止 )。如圖 所示。 X 1X 2C 3 62 0 PC 3 52 0 P1 2 M 圖 時(shí)鐘電路 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 26 復(fù)位電路 復(fù)位電路目的是在需要的時(shí)候，單片機(jī)復(fù)位，保證正常的工作循環(huán)。在焊接電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器能穩(wěn)定和可靠地工作。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。在本系統(tǒng)中定時(shí)器 TO用來(lái)計(jì)時(shí)，定時(shí)器 T1用來(lái)做波特率發(fā)生器。 1) AT89S52 的主要性能包括 : (1)與 MCS51 單片機(jī) 產(chǎn)品兼容 (2)8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 (3)1000 次擦寫周期 (4)全靜態(tài)操作 :OHz}33Hz (5)三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 (6)32 個(gè)可編程 vo 口線 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 25 （ 7)三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (8)八個(gè)中斷源 (9)全雙工 DART 串行通道 (10)低功耗空閑和掉電模式 (11)掉電后中斷可喚醒 (12)看門狗定時(shí)器 (13)雙數(shù)據(jù)指針 (14)掉電標(biāo)識(shí)符 2), AT89S52 內(nèi)部分 工 AT89S52 內(nèi)部有 256 個(gè)字節(jié)的 RAM，地址范圍是 OOHFFH，但實(shí)際提供給用戶使用的只有 128 個(gè)字節(jié) (OOH7FH )別 28 個(gè)字節(jié) (80HFFH)是特殊寄存器區(qū)。 1, AT89S52 簡(jiǎn)介 AT89S52 是一種低功耗、高性能的含有 8K 字節(jié)快閃可編程 /擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的 8 位 CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與 AT89S52 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。共陽(yáng)段碼管 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,不亮 ,A, . AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng) AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)由 AT89S52 單片機(jī)及其外圍電路組成，是整個(gè)超聲波測(cè)距儀的核心電路。G PLAY: MOV A,R5 MOV P0,0FFH MOV P2,A MOV A,R1 MOV DPTR,TAB 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 24 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1MS INC R1 MOV A,R5 JNB ,ENDOUT。 顯示程序： DISPLAY: MOV R1, 40H。而且在設(shè)計(jì)要求中也明確要求 采用壓電式超聲波換能器作為傳感器， AT89C52 單片機(jī)作為主控制器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) 4 位 LED 數(shù)字顯示，段碼采用 74LS244 驅(qū)動(dòng)，位碼采用三極管 8550 驅(qū)動(dòng)，顯示電路如下： 圖 LED 顯示電路 顯示電路主要用來(lái)顯示超聲波測(cè)量的結(jié)果，作為人機(jī)交流的界面。最簡(jiǎn)單的顯示器可以使LED 發(fā)光二極管，給出一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)量信息，而復(fù)雜的較完整的顯示器應(yīng)該是 CRT，監(jiān)視器或者屏幕較大的 LCD 液晶屏。 7805 與 7815 的用法與 LM317 差別不大，本文電源連接如圖 。電子愛好者經(jīng)常用它制作輸出電壓可變穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)可變電阻 Rw，便可從LM317 輸出端獲得可變輸出電壓 Uo ?？烧{(diào)壓芯片 LM317 是三端穩(wěn)壓集成芯片，最大輸出電流為 ，輸出電壓范圍為 。 圖 過(guò)零電壓比較電路 為了給控制電路及其他電路提供電源還需設(shè)計(jì)電源電路 [19]。 U 處的電壓放大倍數(shù) Aup: 132RRAup ?? (324) 中心頻率 f0 為 : 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 21 3210 )//(21 RRRcf ?? (325) 30 2CRQ?? (326) 根據(jù)以上理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距系統(tǒng)接收電路具體如下 : 圖 超聲波接收電路 比較電路目的是將微弱信號(hào)放大整形后成為能被 INTO 辨識(shí)的脈沖信號(hào)，本文是下襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 頁(yè) 22 降沿引起中斷。 本設(shè)計(jì)采用無(wú)限增益多路負(fù)反饋有源二階帶通濾波 器，二階無(wú)限增益負(fù)反饋帶通濾波放大電路結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 無(wú)限增益反饋 BPF 其中 :帶通濾波放大器傳遞函數(shù)為 : 200202132321)11(121)(???????????sQssQARRRCsCRssCRSAuou (322) 上式中 : 210 ??? ?? 為帶通濾波器的中心角頻率。帶通濾波器的濾波性能主要取決于 Q(品質(zhì)因素 )和 w0(截止角頻率 )。 (4)有源濾波器的上限頻率由于受有源器件 (主要是集成運(yùn)放 )本身帶寬的限制，一般只用在幾十千赫以下的頻率范圍內(nèi)，其最高頻率也只接近 1 頻率范圍內(nèi)一般均采用無(wú)源濾波器。頻率穩(wěn)定性好，通?？勺龅?C?? ?? 51010 3 。 （ 2)由于運(yùn)算放大器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低以及高增益、高穩(wěn)定性 和高閉環(huán)增益等參數(shù)調(diào)整靈活的一系列優(yōu)點(diǎn)，從而為有源濾波器的設(shè)計(jì)提供了很 大的方便。因而，可以在電路中優(yōu)先采用損耗較大而體積較小的電阻來(lái)代替無(wú)源濾波器中的電感器件，這樣不僅可以使濾波器的重量和體積大大縮小，而且可以避免由電感所帶來(lái)的非線性、參數(shù)調(diào)整困難以及制造成本高等缺點(diǎn)。與無(wú)源濾波器相比，有源濾波器一般具有下列特點(diǎn) [17]。有源濾波器是由有源器件 (例如晶體管、集成運(yùn)算放大 器等 )和阻容等元件組成的一類濾波器。 在電子電路控制系統(tǒng)中，積分電路與微分電路常用作調(diào)節(jié)電路，此外也廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換之中，以集成運(yùn)放作為放大電路，利用電阻電容作為反饋網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)此兩種運(yùn)算電路 [16]。 當(dāng)超聲波接收器將接收到的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大以后，被送入電壓比較器進(jìn)行比較，電壓比較器輸出的方波信號(hào)直接輸入 INTO 中斷口，該電信號(hào)作為 AT89S52 外部中斷的中斷信號(hào)使 AT89S52 產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中停止計(jì)數(shù)器 TO 的計(jì)時(shí)，并計(jì)算出有關(guān)數(shù)據(jù)。程序如