【正文】 用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。則計(jì)數(shù)一次代表1US。數(shù)碼管的選通與控制是通過(guò)P2口經(jīng)74HC138譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本章將分別從這四大部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和說(shuō)明，包括器件的選型和模塊的電氣連接等。該模塊主要是利用超聲波的測(cè)距原理，適用于2cm~450cm的非接觸測(cè)量。其中VCC是電源端，接DC5V電源，GND是接地端，Trig為觸發(fā)控制信號(hào)的輸入端，Echo是回波信號(hào)輸出端。其工作時(shí)序圖（）。經(jīng)過(guò)資料的查閱和對(duì)比，最終選擇價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定、低功耗的STC12C5A08S2單片機(jī)。 STC12C5A08S2簡(jiǎn)介STC12C5A08S2是STC公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，是增強(qiáng)型8051單片機(jī)的一種，兼容傳統(tǒng)51單片機(jī)的指令系統(tǒng)。 STC12C5A08S2單片機(jī)管腳圖（1） 電源端：40管腳是VCC端，連接供電電源+5V。（2） 時(shí)鐘電路端XTAL2和XTAL1引腳：XTAL1是內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個(gè)引腳。XTAL2則是內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器的輸出端，和外部晶振的另一端相連，當(dāng)直接使用外部時(shí)鐘電源時(shí)，此引腳可懸空，此時(shí)XTAL2實(shí)際將XTAL1輸入的時(shí)鐘進(jìn)行輸出（STC12C5A08S2應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)）。—P0口可以作為標(biāo)準(zhǔn)的8位輸入/輸出口，此時(shí)內(nèi)部有弱上拉電阻而無(wú)需外接上拉電阻。在本系統(tǒng)中P0口用作數(shù)據(jù)輸出口，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的AD0AD7?！狿2口內(nèi)部也有弱上拉電阻，可以作為輸入/輸出口，也可以作為8位地址總線使用。 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)一個(gè)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)包涵如下幾個(gè)部分：工作電源、接地、復(fù)位電路、晶振電路等。當(dāng)系統(tǒng)工作頻率大于12MHz時(shí)需采用STC12C5A08S2的第二復(fù)位功能鍵，在此不做詳細(xì)介紹。STC12C5A08S2單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)的電路圖（）。數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、dp分別對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二級(jí)管，其中dp代表小數(shù)點(diǎn)。在系統(tǒng)中，—、b、c、d、e、f、g、dp的陽(yáng)極，當(dāng)相應(yīng)P0口輸出高電平時(shí)相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管就會(huì)亮，從而顯示出對(duì)應(yīng)的數(shù)值。而本系統(tǒng)主要采用的是動(dòng)態(tài)顯示的方式。顯示模塊的電路圖（）。所以選擇合適的溫度傳感器可以使系統(tǒng)的硬件電路更簡(jiǎn)單化，從而提高測(cè)距系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。在不同的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)有不同工作原理的傳感器的應(yīng)用。熱電阻式溫度傳感器：其工作原理是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的[9]。但是線路電阻的變化會(huì)導(dǎo)致溫度測(cè)量的偏差，需要額外的補(bǔ)償電路來(lái)消除偏差。半導(dǎo)體集成模擬溫度傳感器：利用晶體二極管或三極管PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化的原理來(lái)工作的，主要優(yōu)點(diǎn)是具有較好的線性度，而且反應(yīng)很靈敏，測(cè)溫范圍也很廣，可以測(cè)到50150176。無(wú)論是上述哪種原理的溫度傳感器，其主要都是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào)放大電路放大到合適值范圍，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量顯示出來(lái)。目前DS18B20數(shù)字式溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的數(shù)字式傳感器之一。DS18B20溫度傳感器使用比較方便，可以直接從讀出數(shù)字溫度值，并且可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9—12位的數(shù)字值讀數(shù)方式[6]。它的通信只需單根信號(hào)線聯(lián)結(jié)。編程語(yǔ)言選擇的是匯編語(yǔ)言，能夠做到直接控制硬件電路，且能精確計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間。 主程序設(shè)計(jì)主程序先是對(duì)單片機(jī)環(huán)境的初始化，設(shè)置定時(shí)器T0的工作方式為16位的計(jì)數(shù)器模式，并對(duì)其做清零處理。輸出顯示結(jié)果后延時(shí)一段時(shí)間再次重啟超聲波測(cè)距模塊進(jìn)行下次測(cè)量。其工作流程大致如下：上電啟動(dòng)后通過(guò)單片機(jī)初始化DS18B20，然后檢測(cè)設(shè)備是否存在，若存在則發(fā)送ROM命令，然后發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令獲取溫度值。TPH DATA 20H 。存放溫度值的低字節(jié) ORG 0 JMP Reset ORG 100HReset：LCALL DS18B20_Reset 。跳過(guò)ROM命令 LCALL DS18B20_WriteByte 。開始轉(zhuǎn)換 LCALL DS18B20_WriteByte 。等待轉(zhuǎn)換完成 LCALL DS18B20_Reset 。跳過(guò)ROM命令 LCALL DS18B20_WriteByte 。讀暫存存儲(chǔ)器 LCALL DS18B20_WriteByte 。讀溫度低字節(jié) MOV TPL，A 。讀溫度高字節(jié) MOV TPH，A 。送出低電平復(fù)位信號(hào) MOV R7，240 。釋放數(shù)據(jù)線 MOV R7，60 。檢測(cè)存在脈沖 MOV R7，240 。若沒(méi)有檢測(cè)到設(shè)備,則繼續(xù)等待 RET；**************************************；從DS18B20讀1字節(jié)數(shù)據(jù)；**************************************DS18B20_ReadByte： CLR A PUSH 0 MOV 0,8 。開始時(shí)間片 MOV R7，1 。準(zhǔn)備接收 MOV R7，1 LCALL DelayXus MOV C，DQ 。等待時(shí)間片結(jié)束 LCALL DelayXus DJNZ 0，ReadNext POP 0 RET；**************************************；向DS18B20寫1字節(jié)數(shù)據(jù)；**************************************DS18B20_WriteByte： PUSH 0 MOV 0，8 。開始時(shí)間片 MOV R7，1 。輸出數(shù)據(jù) MOV DQ，C MOV R7，60 。準(zhǔn)備送出下一位數(shù)據(jù) MOV R7，1 LCALL DelayXus DJNZ 0，WriteNext POP 0 RET END 速度查表程序由超聲波測(cè)距的溫度補(bǔ)償公式V=+，建立了一張溫度——V的修正值表格TAB1。編程時(shí)將DS18B20采集的溫度值送到R1中，并將其作為查表偏移量進(jìn)行查表，查表所得結(jié)果仍放R1中。式子中T0是一個(gè)16位的數(shù)由TH0和TL0兩個(gè)8位組成，在程序中一個(gè)8位數(shù)和一個(gè)16位數(shù)相乘的原理如下示意圖所示，其中a、b、c都是8位無(wú)符號(hào)數(shù)。具體程序如下： a b c (bc)H (bc)L (ac)H (ac)L (ac)H [(bc)H+(ac)L] (bc)LWORK:MOV A，TH0 MOV R7，A MOV A，TL0 MOV R6，A MOV R5，11H MOV A，R6 MOV B，R5 MUL AB ；bc MOV R2，A ；（bc）L （R2） MOV R3，B ；（bc）H R3