【正文】 后的第二個(gè)周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期重復(fù)一次，直至RST端變低。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位方式。單片機(jī)的基本的連接電路如圖所示： 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 發(fā)射模塊MAX232EPE簡(jiǎn)介： MAX232EPE實(shí)物與引腳分布圖第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生+12v和12v兩個(gè)電源，提供給RS232串口電平的需要。由11114腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。電路設(shè)計(jì)：超聲波發(fā)射部分是為了讓超聲波發(fā)射換能器TCT40－16T能向外界發(fā)出40 kHz左右的方波脈沖信號(hào)。由于單片機(jī)端口輸出功率不夠，故需要通過(guò)發(fā)射模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)推動(dòng)超聲波發(fā)射探頭工作的效果，（）輸出脈沖信號(hào)至發(fā)射模塊，發(fā)射模塊隨即控制超聲波發(fā)射器TCT40－16T以將超聲波發(fā)射到空氣中。2腳：該腳與GND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(gè)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。但C的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為R=，C=。4腳：接地端。例如，取R=200kΩ時(shí)，≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率≈38kHz。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開(kāi)路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒(méi)有接收信號(hào)時(shí)該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則會(huì)下降。電路設(shè)計(jì)：TCT40－16T發(fā)射的超聲波在空氣中傳播，遇到障礙物就會(huì)返回，返回的部分有超聲波接收器接收?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測(cè)距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路。超聲波接收電路如下所示： 接收模塊電路圖 語(yǔ)音播報(bào)模塊SD1420簡(jiǎn)介： ISD1420實(shí)物與引腳分布圖ISD1420是美國(guó)ISD公司出品的新型單片優(yōu)質(zhì)語(yǔ)音錄放電路，較之以往所有的語(yǔ)音電路，具有專(zhuān)利技術(shù)的模擬處理存儲(chǔ)方式，使錄放音質(zhì)極佳，沒(méi)有常見(jiàn)的的背景噪音，且電路斷電后語(yǔ)音內(nèi)容仍不丟失。一個(gè)最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源、少數(shù)電阻電容組成。地址位僅作為輸入端,在操作過(guò)程中不能輸出內(nèi)部地址信息。當(dāng)電路中錄放音轉(zhuǎn)換或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個(gè)低電平控制輸入信號(hào)出現(xiàn)為止,這一刻現(xiàn)行的地址/模式信號(hào)被取樣并執(zhí)行。A0信息檢索(PLAYE或PLAYL only)不知道每個(gè)信息的實(shí)際地址,A0可使操作者快速檢索每條信息,A0每輸入一個(gè)低脈沖,可使得內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器跳到下一個(gè)信息。A1刪除EOM標(biāo)志(REC only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息,用A1可刪除掉每段中間信息后的EOM標(biāo)志,僅在所有信息后留一個(gè)EOM標(biāo)志。A2未用。一條信息可以完全占滿(mǎn)存儲(chǔ)空間,那么循環(huán)就可以從頭至尾進(jìn)行工作,并由始至終反復(fù)重放。語(yǔ)音播報(bào)部分電路設(shè)計(jì)如下圖： 語(yǔ)音播報(bào)模塊電路圖 溫度補(bǔ)償模塊DS18B20是美國(guó)DALLS公司推出的溫度傳感器芯片。溫度測(cè)量電路是基于DS18B20單線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器，電路非常簡(jiǎn)單，（）相連。： DS18B20引腳排列圖DS18B20的引腳說(shuō)明表如下表所示： DS18B20引腳說(shuō)明表GND地DQ數(shù)據(jù)I/O可選NC空腳 ： 溫度補(bǔ)償模塊電路圖 無(wú)線(xiàn)傳輸模塊[22] TC35i新版西門(mén)子工業(yè)GSM模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí)GSM模塊，～ ,工作在EGSM900和GSM1800雙頻段,，空閑狀態(tài)為25mA，發(fā)射狀態(tài)為300mA(平均)，；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào), 功耗在EGSM900(4類(lèi))和GSM1800(1類(lèi))分別為2W和1W ,通過(guò)接口連接器和天線(xiàn)連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線(xiàn)。它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),可通過(guò)AT命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。同時(shí)在此電流峰值時(shí)，電源電壓（送入模塊的電壓）。TC35i模塊輸入輸出的TTL正電平邏輯不是+5V，而是+，因此必要時(shí)加端口保護(hù)。我們知道C語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。 超聲波測(cè)距儀的算法設(shè)計(jì)這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。 其中，d為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離，s為聲波的來(lái)回的路程，c為聲速，t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。部分源程序如下：{ ulong s。 TMOD=0x11。 TL0=0。//EX0=1。//外部中斷0下降沿觸發(fā) EA=1。 flag=0。 if(flag1==1) { tvalue=get_temp()。 print(1,1,溫度:)。 c=puterv()。 while(Tout==0) {if(flag==1) {s=puters(c)。 sound_play3()。 print(1,2,前方距離:)。 sound_play1()。} flag=0。}} if(Tout==1) {Tout=0。 } } } 主程序流程圖 軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序。 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。置位總中斷允許位EA并給顯示端口清0。由于采用的是12 MHz的晶 振，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是1μs，當(dāng)主程序檢測(cè)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(lái)回所用的時(shí)間）按式（）計(jì)算，即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取20℃時(shí)的聲速為344 m/s則有：主程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。 超聲波測(cè)距儀主程序利用外中斷0檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（即INT0引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器T0溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測(cè)距不成功。部分源程序如下： void send()//脈沖波發(fā)送{ uchar i。 TL0=0。//開(kāi)定時(shí)0 ET0=1。i10。//超聲波發(fā)送引腳 _nop_()。_nop_()。_nop_()。 _nop_()。_nop_()。_nop_()。 } sg=1。 EX0=1。 //超時(shí)標(biāo)志 flag=1。 //關(guān)定時(shí)器0 ET0=0。 time=256*TH0+TL0。并記錄數(shù)據(jù)，分析誤差。對(duì)于接收到的回波，超聲波在空氣介質(zhì)的傳播過(guò)程中會(huì)有很大的衰減，其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 經(jīng)以上分析，超聲波回波的幅值在傳播過(guò)程中衰減很大，收到的回波信號(hào)可能十分微弱，要想判斷捕獲到的第一個(gè)回波確定準(zhǔn)確的接受時(shí)間，必須對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行足夠的放大，否則不正確的判斷回波時(shí)間，會(huì)對(duì)超聲波測(cè)量精度產(chǎn)生影響。超聲波在大氣中傳播的速度受介質(zhì)氣體的溫度、密度及氣體分子成分的影響，即： 由上式知，在空氣中，當(dāng)?shù)芈曀僦粵Q定于氣體的溫度，因此獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)貧鉁乜梢杂行У奶岣叱暡y(cè)距時(shí)的測(cè)量精度。 此公式一般能為聲速的換算提供較為準(zhǔn)確的結(jié)果。因此提高超聲波測(cè)量精度的重中之重就是獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)芈曀?。而?wèn)題的關(guān)鍵在于獲得溫度數(shù)據(jù)的方法。 為了便于對(duì)溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及處理，我們采用DALASS公司生產(chǎn)的DS18B20集成溫度傳感器。% 的使用精度，在這個(gè)空間內(nèi)足以保證為超聲波測(cè)距設(shè)備提供足夠的精度范圍。為了更好的實(shí)現(xiàn)換算過(guò)程同時(shí)兼顧設(shè)備的使用成本，我們采用宏晶公司的最新推出的 AT89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距的各項(xiàng)功能。由于能夠使用高頻率的晶振，因此相對(duì)于普通單片機(jī)來(lái)說(shuō)可以有效的減少由計(jì)時(shí)問(wèn)題帶來(lái)的量化誤差，能夠滿(mǎn)足較高精度超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)要求。如下圖所示： 標(biāo)桿校正示意圖超聲波測(cè)距裝置首先測(cè)量距離已知為h的基平面（標(biāo)桿）聲波往返所用的時(shí)間，而后由測(cè)得的時(shí)間和距離h求出當(dāng)?shù)芈曀?。因此，只用為測(cè)距設(shè)備設(shè)定“標(biāo)定”和“測(cè)量”兩種狀態(tài)，即能夠?qū)崿F(xiàn)溫度校正所能實(shí)現(xiàn)的高精度測(cè)距功能。于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本次設(shè)計(jì)方案的選擇上，力求實(shí)用性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高，使用簡(jiǎn)單。由于時(shí)間的關(guān)系，對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的功能，只是做了電路設(shè)計(jì)，沒(méi)有做出實(shí)物。本次設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是超聲波測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超聲波的發(fā)送與接收，并利用超聲波測(cè)量系統(tǒng)與障礙物之間的距離。最后實(shí)現(xiàn)了以L(fǎng)CD顯示的形式顯示測(cè)量距離結(jié)果和環(huán)境溫度。 參 考 文 獻(xiàn)[1]Kuc Tracking Using Qualitative Bionic Sonar[J].Robotiesamp。由于我基礎(chǔ)薄弱，很多東西要邊做邊學(xué)，進(jìn)度一直較慢。在文章的撰寫(xiě)方面，老師也給了我一些指導(dǎo)性的意見(jiàn)。其次，還要感謝顧春峰同學(xué)。最后，還要感謝劉世峰同學(xué)和雍征東兩位同學(xué)在單片機(jī)編程和硬件調(diào)試方面對(duì)我的幫助，以及那些給我提出各方面指導(dǎo)意見(jiàn)的其他學(xué)長(zhǎng)、學(xué)姐和同學(xué)們。附 錄單片機(jī)程序：includeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ulong unsigned longdefine DATA P2define isd_addr P0sbit sg=P3^1。sbit E=P3^7。sbit RS=P3^5。sbit PLAYL=P1^0。uchar disbuft[7]。uchar flag。uint tvalue。float c。uchar distance2[7]。void nNop(uint i)。void init18b20(void)。uchar read18b20(void)。void lcd_init(void)。 void send_(unsigned char cmd)。void check_busy(void)。 void print(unsigned char x,unsigned char y,char* str)。void send(void)。void delay1(uint z)。void TimeOut(void)。void nNop(uint i){for(。i)。for(。i){for(j=1000。j)。for(。z)for(x=110。x)。t0。}void init18b20(){uchar presence=1。_nop_()。DQ=0。DQ=1。presence=DQ。presence=~DQ。}void wr18b20(uchar val){uchar i。i0。_nop_()。DQ=0。_nop_()。_nop_()。DQ=valamp。delay(6)。}DQ=1。}uchar read18b20(){uchar i。for(i=8。i){DQ=1。_nop_()。DQ=0。_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。if(DQ==1)value|=0x80。}DQ=1。}uint get_temp(){float wendu。wr18b20(0xcc)。init18b20()。wr18b20(0xbe)。temp_data[1]=read18b20()。tvalue=8。if(tvalue0x0fff) tflag=0。tflag=1。tvalue=wendu*100。}float puterv(void) {float v。return(v)。 RS=0。 E=1。DATA=0xFF。0x80)。 DATA=0xFF。 RS=0。 DATA = cmd。 E=1。 E=0。 RS=1。 DATA = dat。 E=1。 E=0。//功能設(shè)置，一次送8位數(shù)據(jù)，基本指令集 send_(0x0C)。//0000,0001 清DDRAM send_(0x02)。//1000,0000 設(shè)定DDRAM 7位地址000，0000到地址計(jì)數(shù)器AC}void set_xy(unsigned char xpos,unsigned char ypos){switch(ypos){ case 1: send_(0X80|xpos)。 case 2: send_(0X90|xpos)。 case 3: send_(0X88|xpos)。 case 4: send_(0X98|xpos)。 default:break。 set_xy(x,y)。 while(lcd_temp != 0x00) { send_data(lcd_temp)。} }void printstr(unsigned char xpos,unsigned char ypos,unsigned char