【正文】 7:6 – COM1A1:0:通道A的比較輸出模式? Bit 5:4 – COM1B1:0:通道B的比較輸出模式? Bit 3 – FOC1A:通道A強(qiáng)制輸出比較? Bit 2 – FOC1B:通道B強(qiáng)制輸出比較? Bit 1:0 – WGM11:0:波形發(fā)生模式表38　T/C1 控制寄存器B－TCCR1BBit76543210TCCR1BICNC1ICES1――WGM13WGM12CS12CS11CS10讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初值00000000? Bit 7 – ICNC1: 輸入捕捉噪聲抑制器置位ICNC1將使能輸入捕捉噪聲抑制功能。使用輸入捕捉中斷時(shí)，中斷程序應(yīng)盡可能早的讀取ICR1寄存器。事件的時(shí)間間隔是關(guān)鍵。噪聲抑制器使用的是系統(tǒng)時(shí)鐘，因而不受預(yù)分頻器的影響。它對(duì)輸入觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行4次采樣。當(dāng)使能噪聲抑制器后，在邊沿檢測(cè)器前會(huì)加入額外的邏輯電路并引入4個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的延遲。中斷執(zhí)行時(shí)ICF1自動(dòng)清零，或者也可通過軟件在其對(duì)應(yīng)的I/O位置寫入邏輯“1”清零。當(dāng)引腳ICP1上的邏輯電平（事件）發(fā)生了變化，并且這個(gè)電平變化為邊沿檢測(cè)器所證實(shí)，輸入捕捉即被激發(fā)：16位的TCNT1數(shù)據(jù)被拷貝到輸入捕捉寄存器ICR1，同時(shí)輸入捕捉標(biāo)志位ICF1置位。T/C的輸入捕捉單元可用來捕獲外部事件，并為其賦予時(shí)間標(biāo)記以說明此事件的發(fā)生時(shí)刻。當(dāng)需要一個(gè)固定的TOP值時(shí)可以使用ICR1寄存器，從而釋放OCR1A來用作PWM的輸出。在PWM模式下用OCR1A作為TOP值時(shí)，OCR1A寄存器不能用作PWM輸出。比較匹配結(jié)果還可置位比較匹配標(biāo)志OCF1A/B，用來產(chǎn)生輸出比較中斷請(qǐng)求。雙緩沖輸出比較寄存器OCR1A/B一直與T/C的值做比較。中斷請(qǐng)求信號(hào)在中斷標(biāo)志寄存器TIFR都有反映?！　　　　　　　　?　 /* 恢復(fù)全局中斷標(biāo)志*/　return i?！　　　　　　　　　　?　　/* 禁用中斷 */i=ICR1。sreg = SREG。下面是讀取ICR1寄存器的函數(shù)：unsigned int Tim16_Read(void){unsigned char sreg。在對(duì)16位寄存器操作時(shí)，最好首先屏蔽中斷響應(yīng)，防止在主程序讀寫16位寄存器的兩條指令之間發(fā)生這樣的中斷：它也訪問同樣的寄存器或其他的16位寄存器，從而更改了臨時(shí)寄存器。寫16位寄存器時(shí)，應(yīng)先寫入該寄存器的高位字節(jié)。并非所有的16位訪問都涉及臨時(shí)寄存器。當(dāng)CPU寫入數(shù)據(jù)到16位寄存器的低字節(jié)時(shí)，寫入的8位數(shù)據(jù)與存放在臨時(shí)寄存器中的高8位數(shù)據(jù)組成一個(gè)16位數(shù)據(jù)，同步寫入到16位寄存器中。每個(gè)16位定時(shí)器所屬的16位寄存器共用相同的臨時(shí)寄存器。讀寫16位寄存器需要兩次操作。讀取TCNT1L時(shí)，臨時(shí)寄存器的內(nèi)容更新為TCNT1H的數(shù)值；而對(duì)TCNT1L執(zhí)行寫操作時(shí)，TCNT1H被臨時(shí)寄存器的內(nèi)容所更新。CPU只能間接訪問TCNT1H寄存器。其主要特點(diǎn)如下：? 真正的16位設(shè)計(jì)（即允許16位的PWM）? 2個(gè)獨(dú)立的輸出比較單元? 雙緩沖的輸出比較寄存器? 一個(gè)輸入捕捉單元? 輸入捕捉噪聲抑制器? 比較匹配發(fā)生時(shí)清除寄存器（自動(dòng)重載）? 無干擾脈沖，相位正確的PWM? 可變的PWM周期? 頻率發(fā)生器? 外部事件計(jì)數(shù)器? 4個(gè)獨(dú)立的中斷源（TOVOCF1A、OCF1B與ICF1）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TCNT輸出比較寄存器OCR1A/B與輸入捕捉寄存器ICR1均為16位寄存器。當(dāng)接收到回波信號(hào)后，通過對(duì)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器值作相應(yīng)的計(jì)算處理就可以得到一個(gè)準(zhǔn)確的距離數(shù)值?！〕暡ń邮毡鞠到y(tǒng)所使用的單片機(jī)ATmega8L有一個(gè)16位的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。當(dāng)T/C0發(fā)生溢出，即TIFR中的TOV0位置位時(shí)，中斷服務(wù)程序得以執(zhí)行（如圖37所示）。初始化T/C1開始計(jì)數(shù)超聲波發(fā)射盲區(qū)隔離開啟T/C1輸入捕捉使能有回波？T/C1輸入捕捉Y(jié)NT/C1溢出？執(zhí)行中斷服務(wù)程序NY顯示報(bào)錯(cuò)字符圖37　T/C0的中斷服務(wù)程序流程圖在本系統(tǒng)中，使用T/C0最為簡(jiǎn)單定時(shí)功能。當(dāng)中斷使能時(shí)，將開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序。當(dāng)計(jì)數(shù)器值超過最大8位值(MAX=0xFF)時(shí)，重新由0x00開始計(jì)數(shù)。T/C0是一個(gè)通用的單通道8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊。超聲波檢測(cè)周期系統(tǒng)在進(jìn)行超聲波檢測(cè)的時(shí)候，有一個(gè)測(cè)距周期（即完成一次測(cè)距工作的時(shí)間）30ms。輸出比較寄存器包含一個(gè)8位的數(shù)據(jù)，不間斷地與計(jì)數(shù)器數(shù)值TCNT2進(jìn)行比較。對(duì)TCNT2寄存器的寫訪問將在下一個(gè)時(shí)鐘阻止比較匹配。輸出時(shí)OC2取反，所以COM21=0，COM20=1。表35　比較輸出模式，非PWM模式COM21COM20說明00正常的端口操作，OC2未連接01比較匹配發(fā)生時(shí)OC2取反10比較匹配發(fā)生時(shí)OC2清零11比較匹配發(fā)生時(shí)OC2置位? Bit 2:0 – CS22:0: 時(shí)鐘選擇這三位時(shí)鐘選擇位用于選擇T/C的時(shí)鐘源，見表36。當(dāng)OC2連接到物理引腳上時(shí)，COM21:0的功能依賴于WGM21:0的設(shè)置。如果COM21:0中的一位或全部都置位，OC2以比較匹配輸出的方式進(jìn)行工作。? Bit 6,3 – WGM21:0: 波形產(chǎn)生模式這幾位控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)序列，計(jì)數(shù)器最大值TOP的來源，以及產(chǎn)生何種波形。FOC2不會(huì)引發(fā)任何中斷，也不會(huì)在使用OCR2作為TOP的CTC模式下對(duì)定時(shí)器進(jìn)行清零。比較匹配輸出引腳OC2將按照COM21:0的設(shè)置輸出相應(yīng)的電平。但是，為了保證與未來器件的兼容性，使用PWM時(shí)，寫TCCR2要對(duì)其清零。而在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)時(shí)鐘為8MHz，要產(chǎn)生的波形為40KHz，代入上式，選N為1，所以得出OCR2=99。波形發(fā)生器能夠產(chǎn)生的最大頻率為fOC2=fclk_I/O/2(OCR2=0x00)。這可以通過設(shè)置COM21:0=1來完成。在下一次比較匹配發(fā)生之前，計(jì)數(shù)器不得不先計(jì)數(shù)到最大值0xFF，然后再?gòu)?x00開始計(jì)數(shù)到OCR2。由于CTC模式?jīng)]有雙緩沖功能，在計(jì)數(shù)器以無預(yù)分頻器或很低的預(yù)分頻器工作的時(shí)候?qū)OP更改為接近BOTTOM的數(shù)值時(shí)要小心。圖34　CTC 模式的時(shí)序圖利用OCF2標(biāo)志可以在計(jì)數(shù)器數(shù)值達(dá)到TOP即產(chǎn)生中斷。CTC模式的時(shí)序圖為圖34。OCR2定義了計(jì)數(shù)器的TOP值，亦即計(jì)數(shù)器的分辨率。在CTC模式(WGM21:0=2)里OCR2寄存器用于調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)器的分辨率。執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)OCF2將自動(dòng)清零，也可以通過軟件寫”1”的方式進(jìn)行清零。在匹配發(fā)生的下一個(gè)定時(shí)器時(shí)鐘周期里輸出比較標(biāo)志OCF2置位。TOV2以用于產(chǎn)生CPU中斷8位比較器持續(xù)對(duì)TCNT2和輸出比較匹配寄存器OCR2進(jìn)行比較。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)行為與輸出比較OC2的波形有緊密的關(guān)系。CPU寫操作比計(jì)數(shù)器其他操作(清零、加減操作)的優(yōu)先級(jí)高。沒有選擇時(shí)鐘源時(shí)(CS22:0=0)定時(shí)器停止。根據(jù)不同的工作模式，計(jì)數(shù)器針對(duì)每一個(gè)clkT2實(shí)現(xiàn)清零、加一或減一操作。波形發(fā)生器利用比較結(jié)果產(chǎn)生PWM波形或在比較輸出引腳OC2輸出可變頻率的信號(hào)。當(dāng)接收到回波信號(hào)后，通過對(duì)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器值作相應(yīng)的計(jì)算處理就可以得到一個(gè)準(zhǔn)確的距離數(shù)值。而在接收單元中，需要對(duì)超聲波的度越時(shí)間進(jìn)行精確的計(jì)時(shí)。這是產(chǎn)生頻率信號(hào)的最佳途徑。為了減少頻繁的使用中斷，系統(tǒng)使用8位有PWM與異步操作的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的CTC方來產(chǎn)生40KHz信號(hào)。系統(tǒng)在中斷的過程中，需要做現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)等操作。有微波探測(cè)信號(hào)？啟動(dòng)速度檢測(cè)顯示速度值啟動(dòng)超聲波檢測(cè)顯示距離，聲音報(bào)警YN圖33　微波雷達(dá)探測(cè)流程　超聲波檢測(cè)系統(tǒng)使用超聲波進(jìn)行精確測(cè)距，主要分為發(fā)射與接收兩部分。單片機(jī)收到這一電平信號(hào)后，開啟超聲波檢測(cè)電路，用超聲波進(jìn)行精確距離測(cè)量，并做出相應(yīng)的報(bào)警動(dòng)作。所以本系統(tǒng)采用雷達(dá)式防盜探測(cè)器來檢測(cè)汽車前方是否有障礙物。幾十米至上百米的距離時(shí)就需要一個(gè)安全可靠的探測(cè)器還完成，微波雷達(dá)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。表32　ATmega8 的中斷向量向量號(hào)程序地址中斷源中斷定義10x000外部20x001外部中斷請(qǐng)求030x002外部中斷請(qǐng)求140x003TIMER2 COMP定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2比較匹配50x004TIMER2 OVF定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2溢出60x005TIMER1 CAPT定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1捕捉事件70x006TIMER1 COMPA定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1比較匹配A80x007TIMER1 COMPB定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1比較匹配B90x008TIMER1 OVF定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出100x009TIMER0 OVF定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出110x00ASPI, STCSPI串行傳輸結(jié)束150x00EADCADC轉(zhuǎn)換結(jié)束　微波雷達(dá)探測(cè)汽車在行駛過程中，隨時(shí)需要實(shí)時(shí)的檢測(cè)汽車前方是否有障礙物。最后根據(jù)計(jì)算出來的結(jié)果，進(jìn)行相應(yīng)的聲光報(bào)警。因?yàn)門/CA/D為16位的值，而系統(tǒng)為8位總線，不能直接讀取。進(jìn)入中斷服務(wù)程序。由于系統(tǒng)好幾個(gè)模塊都采用的是中斷方式（ATmega8的主要中斷向量見表32），所以當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后就必須打開全局中斷使能。一直到有反饋信號(hào)（為低電平）后，開始調(diào)用T/C0初始化子程序，對(duì)T/C0進(jìn)行初始化操作。表31 系統(tǒng)I/O端口使用情況I/O端口使用情況PORTDLED數(shù)據(jù)接口PC5, PC4, PC3LED公共端使能接口PC6復(fù)位PB6, PB7XTAL1, XTAL2 接外部8M晶振PB0ICP1 接輸入捕捉輸入端口PC2聲音報(bào)警信號(hào)輸出PC0車速模擬量輸入端口PB3OC2 40kHz信號(hào)輸出端口PB4超聲波發(fā)射使能端口PB5超聲波接收使能端口PB1微波雷達(dá)探測(cè)器信號(hào)輸入接口PC1溫度模擬量輸入端口系統(tǒng)主程序流程圖如圖32所示：開始端口初始化T/C0初始化T/C1初始化T/C2初始化A/D初始化開全局中斷使能計(jì)算并處理聲音報(bào)警、LED顯示讀取T/CA/D值有微波雷達(dá)探測(cè)信號(hào)？YN圖32　主程序流程圖本系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)思路主要是把系統(tǒng)的每一部分分別用一個(gè)函數(shù)子程序來完成，所以主程序就顯得很簡(jiǎn)單：首先調(diào)用端口初始化函數(shù)，對(duì)端口進(jìn)行初始化操作。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中就基本上用完了該芯片的所有I/O口，充分的利用了系統(tǒng)資源，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)。完成各種開關(guān)控制信號(hào)的產(chǎn)生以及測(cè)距基本功能的實(shí)現(xiàn)。主程序完成系統(tǒng)初始化然后調(diào)用各個(gè)功能函數(shù)完成數(shù)據(jù)的測(cè)量，對(duì)安全值進(jìn)行報(bào)警顯示。是現(xiàn)在市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，價(jià)格適中。ATmega8有8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)，512字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I/O口線，32個(gè)通用工作寄存器，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C),片內(nèi)/外中斷，10位6路ADC等。所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega8的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz。在設(shè)計(jì)初就放棄了其它的一系列的單片機(jī)，選用了ATmega8L這款。利用一個(gè)雷達(dá)防盜式探測(cè)器充當(dāng)本系統(tǒng)中的雷達(dá)探測(cè)器，探測(cè)5米范圍內(nèi)有無障礙物并適時(shí)啟動(dòng)超聲波檢測(cè)系統(tǒng)。在精密測(cè)量系統(tǒng)中，鉑電阻信號(hào)通常通過橋式電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再經(jīng)過放大及A/D轉(zhuǎn)換后送微處理器進(jìn)行處理。因此白金制作成的電阻式溫度檢測(cè)器，又稱為PT100。大部分電阻式溫度檢測(cè)器是以金屬制作成的，其中以白金(Pt)制作成的電阻式溫度檢測(cè)器，最為穩(wěn)定：耐酸堿、不會(huì)變質(zhì)、相當(dāng)線性等，最受工業(yè)界采用。這樣不僅減小溫漂、提高精度，而且減小體積，僅使用最少量的外接元件便可滿足各種應(yīng)用要求。AD2251輸出電壓與施加在垂直器件封裝頂面的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。例如美國(guó)模擬器件公司（ADI）以前推出的AD22150便于工作屬于開關(guān)式輸出磁場(chǎng)傳感器，和合用于轉(zhuǎn)速測(cè)量。但硅的摻雜濃度和散射作用對(duì)溫度的低速性很強(qiáng)，所以如何對(duì)這種傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償是提高測(cè)量精度的關(guān)鍵。制作霍爾效應(yīng)傳感器可以選用幾種材料，通常選用硅。電感式傳感器與磁場(chǎng)變化率相關(guān)，接觸式傳感器常常產(chǎn)生凸出輪磨損、接觸弧或發(fā)生惡臭味?；魻栃?yīng)傳感器是一種非接觸式傳感器?！∷俣葌鞲衅骼没魻栃?yīng)（Hall Effect）制成的各種傳感器廣泛用于磁場(chǎng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)及各種特殊位置的檢測(cè)。超聲波傳感器是超聲波檢測(cè)電路中的重要元件，其性能優(yōu)劣直接影響到測(cè)距準(zhǔn)確度和可靠性。一些特殊位置和形狀的缺陷則需要雙探頭或雙晶片探頭，使能量集中和減少雜波。同時(shí)，探傷靈敏度與近場(chǎng)長(zhǎng)度有關(guān)，近場(chǎng)長(zhǎng)度確定了靈敏度隨缺陷至探頭距離增大而下降的快慢，近場(chǎng)愈長(zhǎng)，靈敏度下降愈慢，因此選擇探頭時(shí)，要盡可能使近場(chǎng)長(zhǎng)度不小于缺陷最大深度的1/3。而小直徑晶片的探頭在近場(chǎng)范圍內(nèi)聲束窄，有利于缺陷定位，適宜較小厚度的工件探傷。２）探頭的選擇探頭的選擇主要是對(duì)頻率、晶片尺寸和角度等幾方面的選擇。對(duì)于其他一些聲衰減強(qiáng)烈的材料如鑄鐵、非金屬等，則采用更低的頻率。在一般的接觸法探傷中，對(duì)于晶粒細(xì)小的材料，～5兆赫的頻率比較合適，能夠發(fā)現(xiàn)的最小缺陷在λ/2左右。頻率低時(shí)，波長(zhǎng)長(zhǎng)，聲束寬，擴(kuò)散角大，能量不集中，發(fā)現(xiàn)缺陷能力差，分辨率差。１）頻率選擇頻率在很