【正文】 324/2=。發(fā)射超聲波的同時開定時器T1。當(dāng)檢測到回波信號，觸發(fā)并進(jìn)入中斷，同時停止發(fā)射超聲波和停止計(jì)時器 T0，在中斷服務(wù)程序中讀取 T1的值，并計(jì)算測量結(jié)果。超聲波發(fā)生子程序較簡單，但要求程序運(yùn)行準(zhǔn)確，所以采用匯編語言編程。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計(jì)算出距離，主程序采用C語言編寫。由于采用的是 12 MHz 的晶 振，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個數(shù)就是 1μs ，當(dāng)主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（ 2） 計(jì)算 ，即可得被測物體與測距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時取 20℃ 時的聲速為 344 m/s 則有： d=(ct)/2=172T 0/10000cm (2) 其中， T0 為計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)算值。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。 （ 7） 顯示 報(bào)警 。 （ 5） 讀取 T0 口計(jì)數(shù)值。 （ 3） 單片機(jī)在發(fā)送脈沖時刻開始計(jì)時。 程序流程圖 41 圖 41 程序流程圖 Y Y N N 主程序入口系統(tǒng)初始化 T1定時時間到？ I/O 口 T0,T1 初始化 =0 開始發(fā)射，啟動 T0,T1，開外中斷 0， T0,T1 溢出允許 T0定時時間到？ 有中斷信號？ 調(diào)用中斷子程序 調(diào)用顯示子程序 等待 調(diào)用 T0 定時溢出中斷子程序 N Y N 超聲波汽車防撞報(bào)警器設(shè)計(jì) 24 顯示報(bào)警子程序圖 42 圖 42 顯示報(bào)警子程序流程圖 超聲波測距時工作過程如下： （ 1） 由單片機(jī)發(fā)出 控制 NE555 產(chǎn)生 40KHZ 脈沖 信號 。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。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(jī)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(jì)算距離。距離的計(jì)算公式為： d=s/2=(ct)/2 其中， d 為被測物與測距儀的距離， s 為聲波的來回的路程， c 為聲速， t 為聲波來回所用的時間。 超聲波汽車防撞電路的算法設(shè)計(jì) 超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器 T 在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)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。 超聲波 汽車防撞電路 的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 0。當(dāng)測得距離小于預(yù)置距離時，聲音 ，顯示 報(bào)警程序被調(diào)用。 *******本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 315 MAX232 內(nèi)部電路圖 單片機(jī) stc89c52 通過 MAX232 電路與單片機(jī)進(jìn)行通信。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。 本系統(tǒng)選用 LCD 液晶 ts12864－ 3顯示器 做為顯示模塊。從而得到超聲波的回波時間 t. 圖 311 超聲波接收電路 顯示報(bào)警模塊的設(shè)計(jì) 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。超聲波接收換能器將接收到的回波信號轉(zhuǎn)換后經(jīng)過 的電容初步濾波后，進(jìn)入CX20216A 的 1 腳，經(jīng)過 CX20216A 的前置放大器，限幅放大，帶通濾波器（中心頻率為 40KHZ），檢波器及比較器，最后經(jīng)過內(nèi)部的整形電路，從 7 腳輸出至 89C51單片機(jī)的外部中斷 0（ ）口。而實(shí)用的波形整形電路是積分電路和施密特比較器組成的電路。 6腳外接積分電容，可以濾除已調(diào)波的載波頻率分量。然后信號進(jìn)入峰值檢波器， 對編碼脈沖的調(diào)幅波進(jìn)行振幅檢波，解調(diào)出數(shù)字編碼脈沖信號， 3腳外接電容是峰值檢波器的濾波電容。 5 腳外接電阻。然后，信號進(jìn)入限幅放大器，可以濾除雜亂的寄生調(diào)幅和其他干擾，輸出包絡(luò)脈沖頂部平直的編碼脈沖調(diào)幅波。2 腳是放大器的反相輸入端，外接 RC 負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，可以決定和調(diào)節(jié)放大器的頻率特性和電壓增益，當(dāng)電阻值小或者電容值大時，電壓增益高，通頻帶窄；反之，電壓增益低，通頻帶寬。 7 OUT 信號輸出端，該端口為集電極開路輸出，當(dāng)該腳與電源正端接一22千歐的電阻時，輸出脈沖低電平的標(biāo)準(zhǔn)值約為 8 VDD 電源正端，接 +5V CX20216A 該 IC 內(nèi)部主要包括前置放大器，限幅放大，帶通濾波，峰值檢波，積分濾波及波形整形電路等。 4 GND 接地端 5 f0 帶通濾波器中心頻率設(shè)置端，通過該腳與電源正端接一電阻 R 來確定 f0，當(dāng) R=200 千歐時，中心頻率 f0=40KHZ；當(dāng) R=220 千歐時，中心頻率 f0=38KHZ。 R 阻值大， C容量小，增益低；反之則高但 C不宜過大，否則瞬態(tài)響應(yīng)速度會降低。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 310 所示。 (5）輸入阻抗為 27kΩ。 (3）輸出低電平 。 CX20216A 的基本性能如下： (1） 電源電壓典型值 5V，最大 17V。下面對紅外遙控接收器集成電路 CX20216A 做一個簡要的介紹。 圖 38即為由 555 定時期組成的發(fā)射電路 . 38 發(fā)射電路圖 超聲波汽車防撞報(bào)警器設(shè)計(jì) 16 圖 38 超聲波發(fā)射電路 接收電路的設(shè)計(jì) 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)紅外遙控接收器。 555 定時器外接電阻和電容構(gòu)成的多諧振蕩電路。電路工作電壓 5V，工作電流 40~50mA。同時用單片機(jī)控制 NE555 第 3 腳輸出端驅(qū)動超聲波換能器 T4016，使之發(fā)射出超聲波信號。 時基電路 ,可以作成 :振蕩器 ,也可以作放大用 。Q+AASRV 1V 21DQVTHTLV RCCV SS128 4563712CD*******本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 2） 雙穩(wěn)類電路 作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 2 J un 20 0 5 S he e t o f F i l e : E : \指導(dǎo)書 \電子技術(shù)指導(dǎo)書 \數(shù)字電路 .d db D r a w n B y :5K5K5K+TQamp。 NE555 時基集成電路的主要參數(shù)：電源電壓 ～ 16V， 輸出驅(qū)動電流為 200毫安 ， 作定時器使用時，定時精度為 1％ ， 作振蕩使用時，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá) 500 千赫。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用 時，應(yīng)將該端串入一只 電容接地，以防引入干擾。當(dāng) DR 端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TL 、 TH 處于何電平，時基電路輸出為“ 0”，該端不用時應(yīng)接高電平。 8 腳：外接電源 VCC，雙極型時基電路 VCC 的范圍是 ~ 16V， CMOS 型時基電路 VCC 的范圍為 3 ~ 18V。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路 ,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 39。 圖 37 輸出波形圖 NE555N 介紹： NE555 時基集成電路是 8腳的 數(shù)字集成電路，是由 21個晶體三極管、 4個晶體二極管和 16 個電阻組成的定時器，有分壓器、比較器、觸發(fā)器和放電器等功 能的電路。因此，使用電路時，應(yīng)首先調(diào)節(jié) W1，使頻率至規(guī)定值，再調(diào)節(jié) W2 以獲得合適的占空比。如 W2調(diào)節(jié)偏離中心點(diǎn)，再調(diào)節(jié) W1，不僅振蕩頻率改變了，而對占空比也有影響。對 C1 充電時，電流是通過 RW和 W1，放電時，通過 W W和 R2。 NE555 具有占空比連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)， 輸出 40KHZ波形 如圖 37 所示 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖 36 所示 ： 圖 36 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用一個 稍加變化的 555 多諧振蕩器電路 來產(chǎn)生 40KHZ 的方波 。要使 AT89S51 只訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH） ,這時該引腳必須保持低電平。 (3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期輸出 2 個脈沖即兩次有效。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，出現(xiàn)一個 ALE 脈沖。 表 3— 1 P3口專門功能 P3 引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0輸入 (T0) 定時器 1輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 超聲波汽車防撞報(bào)警器設(shè)計(jì) 12 (1) ALE/PROG 30 訪問外部存儲器時， ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 P1－ P3 端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。端口置 1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。而在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不 會改變。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8 位地址和控制信息。 輸入輸出腳，稱為 P2 口，是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2 口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負(fù)載。通常在使用時外不需要外接上拉電阻，就可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管。 輸入輸出腳，稱為 P1 口，是一個帶內(nèi)部上拉電阻 的 8 位雙向 I/0口。通常在使用時外接上拉電阻，用來驅(qū)動多個數(shù)碼管。 圖 35 復(fù)位電路圖 *******本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 (I/O)引腳 輸入輸出腳，稱為 P0 口，是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口。常用的復(fù)位電路如圖 34所示。復(fù)位后 P0－ P3口均置 1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 產(chǎn)生時鐘信號電路如圖 33： 超聲波汽車防撞報(bào)警器設(shè)計(jì) 10 圖 33 時鐘信號電路 本系統(tǒng)使用的石英晶振頻率為 12MHZ。 2. 時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 為了產(chǎn)生時鐘信號，在 8052 內(nèi)部設(shè)置了一個反相放大器， XTAL1 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端， XTAL2 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，選擇STC89C52 單片機(jī)， 單片機(jī) (STC89C52)外觀 如圖 31 *******本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 31 STC89C52 外觀 單片機(jī) (STC89C52)的引腳功能圖 見 32 圖 32 STC98C52引腳圖 單片機(jī)的引腳功能說明： 1. 電源 引腳 Vcc 電源，工作電壓為 5V。它在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn) 8052 單片機(jī)完全兼容， DIP40 封裝系列與 8051 為pintopin 兼容。 （ 9）芯片保密性能好、單片機(jī)的抗干擾性能好。 （ 8）技術(shù)支持網(wǎng)站的速度如何，資料是否豐富。比如設(shè)計(jì)并口加密狗時，信號線取電只能提供幾 mA 的電流，選用 STC 單片機(jī)就是因?yàn)樗軡M足低功耗的要求。如果設(shè)計(jì)戶外產(chǎn)品，必須選用工業(yè)級。如 DIP（雙列直插）封裝， PLCC（ PLCC 有對應(yīng)插座）封裝及表面貼附等。對于程序存儲器來說， Flash 存儲器和 OTP（一次性可編程）存儲器相比較，最好是 Flash 存儲器。例如看門狗、多指針、雙串口等。例如指令執(zhí)行速度，程序存儲器容量， I/O 引腳數(shù)量等。目前，市面上的單片機(jī)不僅種類繁多，而且在性能方面也各有所長。目前各半導(dǎo)體公司、電氣商都向市場上推出了形形色色的 單片機(jī)，并