【正文】 A,data1。 A← data1+data2 10000000 1111110 80 FE SJMP $ 。微處理器類型不同 ， 它的指令系統(tǒng)也不一樣。 程序的編制稱為 “ 程序設計 ” 。 （二）單片機執(zhí)行程序的過程 為了 弄清單片機的工作原理 ， 現(xiàn)以如下的 Y=5+10 求和程序來說明單片機的工作過程。第一條指令的含義是把 05H 傳送到累加器 A 中；第二條指令是加法指令 ,它把累加器 A 中的 5 和立即數(shù) 10 相加 ， 結果保留到累加器 A 中；第三條是停機 8 指令 ， 機器執(zhí)行后處于動態(tài)停機狀態(tài)。從此 ， 單片機開始迅速發(fā)展 ， 應用范圍也在不斷擴大 ， 現(xiàn)已成為微型計算機的重要分支。迄今為止 ， 市售單片機產品已達 60 多個系列 ， 600 多個品種。 （一） 4 位單片機 4 位單片機的控制功能較弱 ， CPU一次只能處理 4 位二進制數(shù)。 （二） 8 位單片機 8 位單片機的控制功能較強 ， 品種最為齊全。在指令系統(tǒng)方面 ， 普遍增設了乘除指令和比較指令。這類單片機由于其片內資源豐富且功能強大 ， 主要在工業(yè)控制、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統(tǒng)中應用。這類單片機的特點是： CPU是 16 位的 ， 運算速度普遍高于 8 位機 ， 有的單片機尋址能力高達 1MB， 片內含有 A/D 和 D/A 轉換電路 ， 支持高級語言。 (四 )32 位單片機 32 位單片機的字長為 32 位 ， 是單片機的頂級產品 ， 具有極高的運算速度。 二、 8位單片機的新發(fā)展 目前 ， 單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展 ， 尤其是 8 位單片機已成為當前單片機的主流。 第三節(jié) 單片機 AT89C52的特性 AT89C 系列單片機是 Atmel 公司生產的一款標準型單片機。 AT89C52 是 ATMEL 公司生產的低電壓 ， 高性 能 CMOS 8 位單片機。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式 ， 以適應不同產品的需求。 圖 22 AT89C52 單片機管腳圖 二、管腳說明 AT89C52 有 40 個引腳 ， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口 ， 同時內含 2 個外中斷口 ， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ， 2 個全雙工串行通 信口 ， 2 個讀寫口線 ， AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程 ， 也可以在線編程。 VCC：電源電壓。 P0： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口 ， 也即地址 /數(shù) 據(jù)總線復用口。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時 ， 這組口線分時轉換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用 ， 在訪問期間激活內部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， Pl 口 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時 ， 因為內部存在上拉電阻某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 IIL。 11 P2 口： P2 口是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P2 口的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯電路。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX A DPTR 指令）時 ， P2 送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 FLASH 編程或校驗時 ， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口輸出緩沖級可驅動 (吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。此時 ， 被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL)。RST：復位輸入。 ALE/PROG:當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時 ， ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 要注意的是：每 當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 如有必要 ， 可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位。該位置位后 ， 只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活 ， 此外 ， 該引腳會被微弱拉高 ， 單片機執(zhí)行外部程序時 ， 應設置 ALE 禁止位無效。在此期間 ， 當 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 ， 將跳過兩次 PSEN 信號。 欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器 ( 地址為0000HFFFFH)， EA 端必須保持低電平 (接地）。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端） ,CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 XTAL1：振蕩器反相放大器 及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 三、振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別 為反相放大器的輸入和輸出。石英 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有 輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器 ， 因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求 ， 但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中 ， 代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前 ， 該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下 ， CPU停止工作。在掉電模式下 ， 保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器 ， 禁止所用其他芯片功能 ， 直到下一個硬件復位為止。并非所有的地址都被定義 ， 從 80HFFH 共 128 個字節(jié)只有一部分被定義 ， 還有相當一部分沒有定義。 不應將數(shù)據(jù) 1寫入未定義的單元 ， 由于這些單元在將來的產品中可能賦予新的功能 ， 在這種情況下 ， 復位后這些單元數(shù)值總是“ 0”。定時 /計數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON， 寄存器對（ RCA02H、RCAP2L）是定時器 2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動重裝載方式下的捕獲 /自動重裝載寄存器。 七、中斷寄存器 AT89C52 有 6 個中斷源 ， 2 個中斷優(yōu)先級 ， IE 寄存器控制各中斷位 ， IP 寄存器中 6 個中斷源的每一個可定為 2 個優(yōu)先級。 當一條指令訪問 7FH 以上的內部地址單元時 ,指令中使用的尋址方式是不同的 ，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128 字節(jié) RAM 還是訪問特 殊功能寄存器。 九、定時器 AT89C52 的定時器 0 和定時器 1 的工作方式與 AT89C51 相同。它既可當定時器使用 ， 也可作為外部事件計數(shù)器使用 ， 其工作方式由特殊功能寄存器 T2CON 的 C/T2 位選擇。 定時器 2 由兩個 8 位寄存器 TH2 和 TL2 組成 ， 在定時器工作方式中 ， 每個機器周期 TL2 寄存器的值加 1， 由于 一個機器周期由 12 個振蕩時鐘構成 ， 因此 ， 計數(shù)速率為振蕩頻率的 1/l2。若在第一個機器周期中采到的值為 1， 而在下一個機器周期中采到的值為 0， 則在緊跟著的下一個周期的 S3P1 期間寄存器加 l。 為確保采樣的正確性 ，要求輸入的電平在變化前至少保持一個完整周期的時間 ， 以保證輸入 信號至少被采樣一次。 這些中斷源可通過分別設置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來控制每一個中斷的允許或禁止。 定時器 2 的中斷是由 T2CIN 中的 TF2 和 EXF2 邏輯或產生的。 定時器 0 和定時器 1 的標志位 TF0 和 TF1 在定時器溢出那個機器周期的 S5P2 狀態(tài)置位 ， 而會在下一個機器周期才查詢到該中斷標志。 15 第 三 章 系統(tǒng)構建與方案設計 第一節(jié) 系統(tǒng)設計要求 汽車倒車雷達預警系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成 ， 分別為測距子系統(tǒng) (超聲波發(fā)送接收系統(tǒng) )、控制系統(tǒng)和顯示報警子系統(tǒng)。 第二節(jié) 系統(tǒng)構建 整個系統(tǒng)根據(jù)“回波測距”的原理設計的 ， 其結構框圖如圖 31所示。系統(tǒng)硬件結構分為三個主要模塊：測距系統(tǒng) ， 控制系統(tǒng)和顯示報警系統(tǒng)。 各模塊所完成的具體功能如下： (1)測距系統(tǒng)：由傳感器設計的發(fā)送模塊、接收模塊和控制系統(tǒng)共同完成測距功能。 16 (3)顯示報警系統(tǒng)：顯示距離及最小距離報警以提醒駕駛員。但它們的主要目的都是通過前方返回的探測信息判斷前方車輛和本車間的相對距離 ， 并根據(jù)兩車間的危險性程度做出相應的 預防措施。 方案一：激光測距 激光測距裝置是一種光子雷達系統(tǒng) ， 它具有測量時間短、量程大、精度高等優(yōu)點 ，在許多領域得到了廣泛應用。 在汽車測距系統(tǒng)中 ,激光測距的應用具有局限性。但由于激光雷達測距儀器工作環(huán)境處于高速運動的車體中 ， 振動大 ， 對其穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求 ， 其體積也受到了一定的限制 ， 同時激光測距方式受天氣 狀態(tài)、汽車的震動及反射鏡表面磨損、污染等因素影響較大 ， 測距精度難以保證。 方案二：毫米波雷達測距 毫米波是指波長介于 l～ l0mm之間的電磁波 ， 雷達是利用目標對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標并測定其位置的。應用雷達測距 ， 需要防止電磁波干擾 ， 雷達彼此之間的電磁波和其他通信設施的電磁波對其測距性能都有影響。但是 ， 由于應用毫米波雷達測距易受電磁干擾 ， 而 且成本太高 ， 結構復雜 ， 其價格昂貴 ， 市場價格在 1500元以上 ， 一般使用于高檔轎車。它具有尺寸小、質量輕、功耗小、 17 噪聲低、動態(tài)范圍大、光計量準確、其線掃描輸出的光電信號有利于后續(xù)信號處理等優(yōu)良特性 ， 在汽車行業(yè)也得到了廣泛的應用。但目前價格較高 ， 同時由于受軟件和硬件的制約 ，成像 速度較慢 ， 而且探頭容易磨損 ， 使得探測距離精確程度降低 ，一般減少至原來的 l/2～ 1/3。紅外線的最大探測距離為 10m， 測距時響應的時間 較慢 ， 約 3110? ms。同時 ,紅外線的波長比可見光線長 ，是肉眼看不見的光 ， 有顯著的熱效應和較強的穿透云霧的能力。夜間同樣不妨礙測距儀的工作 ， 故該種測距儀廣泛應用在軍用汽車上。在彈性媒質中 ， 如果波源所激起的縱波的頻率在 20Hz到 20200Hz之間 ， 就能引起人的聽覺。頻率高于 20200Hz的機械波稱為超聲波 ， 頻率低于 20Hz的機械波稱為次聲波。電磁波的傳播速度為 8310? m/s， 超聲波在空氣中的傳播速度約為 340m/s(常溫下 )， 其速度與電磁波相差 5個等級 ， 其速度相對電磁波是非常慢的。由上述敘述可知，超聲波測量能夠達到 系統(tǒng)中所要求的測量精度，可以應用在汽車倒車系統(tǒng)上。具體性能比較見表 3l為各種傳感器測距方式的比較。 二、超聲波測距方案設計 方案一： 取輸出脈沖的平均值電壓 ， 該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比 ， 測量電壓即可測得距離； 但比例系數(shù)不易測定。此方法可用單片機程序計算超聲波發(fā)射接收的時間 差 ， 進而計 算出距離， 簡單可行 ， 精確度較高。由于超聲波的聲速與溫度有關 ， 如果溫度變化不大 ， 則可認為聲速基本不變。超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。 19 三、控制系統(tǒng)方案設計 在控制系統(tǒng)的方案選擇上 ， 由于整個系統(tǒng)的設計涉及到數(shù)據(jù)處理 ， 控制實時性等問題 ， 選用基于微 控制器的系統(tǒng) ， 電路的實現(xiàn)不僅簡單而且成本低、功耗低、能大大縮小整個系統(tǒng)的體積。 方案一：采用上位、下位機 (PLC)的控制系統(tǒng)。可編程序控制器 (PLC)在 PCPLC技術中作為下位機 ， 其運行可靠性得到了一致認可 ， PLC在系統(tǒng)中的作用是： 通過現(xiàn)場檢測元件 — 各類傳感器 ， 采集系統(tǒng)運行參數(shù) ， 將運行參數(shù)送至 PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集單元 ， 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元利用網(wǎng)絡技術將數(shù)據(jù)送到 PLC控制主機 ， 由 PLC的主機 (CPU)對數(shù)據(jù)進行處理 ， 最后通過總線網(wǎng)絡送至上位工業(yè)控制計算機 (主控機 )PC。 方案二：微控制器選用 ATMEL公司的 AT89C52單片機的控制系統(tǒng)。具有內存較大 ， 功能強 ， 抗干擾能力強、軟硬件資源都比較豐富等特點 ， 其外圍接口電路簡單。它與工業(yè)標準MCS51的指令和引腳兼容 ， 因而是一種功能強大的微控制器 ， 它對很多嵌入式控制應用提供了一個高度靈活有效的解決方案 。 20 四、顯示報警系統(tǒng)方案設計 顯示器是一個典型的輸出設備 ， 而且其應用是極為廣泛的 ， 幾乎所有的電子產品都要使用顯示器 ， 其差別僅在于顯示器的結構類型不同而已。 （一） 數(shù)碼管 方案一： LCD 液晶顯示器。既能顯示簡單的字符 ， 也能顯示各種復雜的圖形和自定義的字符 ， 因此應用比 較廣泛。 方案二： LED 顯示器是由 LED 發(fā)光二極管發(fā)展過來的一種顯示器件 ， 是發(fā)光二極管的改型。本身也是一種光源。它采用低電壓掃描驅動 ， 具有：耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠等特點。但是 ， LED 顯示器與 LCD 顯示器相比 ， LED 在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面 ， 都更具優(yōu)勢。 （二）顯示方式 方案一：靜態(tài)顯示。該方式每一位都需要一個 8位輸出口控制。但當所顯示的位數(shù)較多時 ， 靜態(tài)顯示所需的 I/O 口太多 ， 造成了資源的浪費。所謂動態(tài)顯示就是一 位一位的輪流點亮各個位 ， 對于顯示器的每一位來說 ,每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關 ， 也與點亮時間與間隔時間的比例有關。 本設計從節(jié)省 I/O 口和降低能耗出發(fā) ， 采用方案二。 1．閃光報警 閃光報警是最簡單 ， 也是最常用的一種報警方式。閃光報警在硬件連接上非常簡單 ， 通常可利用 AT89C52 的 I/O 口直接驅動發(fā)光二極管實現(xiàn) ， 如圖 33 所示。壓電式蜂鳴 器結構簡單、