【正文】 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)工作中，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，為需按復(fù)位鍵以重新啟動。 單片機的復(fù)位都是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機便實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。 單片機復(fù)位電路通常采用以下幾種方式： ⑴上電自動復(fù)位，上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的點容充電來實現(xiàn)的，在電容充電的過程中， RST 端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機復(fù)位。適用于應(yīng)用現(xiàn)場干擾大、電壓波動大的工作環(huán)境，并且，當(dāng)系統(tǒng)有多 個復(fù)位端時，能保證可靠的同步復(fù)位。 考慮本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，干擾小，故采用按鍵電平復(fù)位。 圖 八 按鍵電平復(fù)位電路 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復(fù) 15 雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格的按時序進(jìn)行工作。XTAL1 是接外部晶體管的一個引腳，在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個 放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。電路中的電容一般取 30 左右，而晶體振蕩器的頻率范圍通常是 到 12 ，電路中采用 12 ，晶體振蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高。 圖 九 時鐘電路 超聲波發(fā)射電路設(shè)計 發(fā)射電路目的 :為超聲波發(fā)射器提供它所需要的脈沖電信號 本文中脈沖發(fā)射采用軟件方式，利用 STC89C51 的 口發(fā)射 40 kHz 的方波信號，經(jīng)過 CD4069 放大后輸出到超聲 波換能器，產(chǎn)生超聲波。如圖 十 所示： 16 圖 十 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收電路 放大電路目的 :微弱信號放大。 CX20216A 的外部接線如圖 十一所示。電容越大，靈敏度越高。 5 腳主要用來調(diào)節(jié)中心頻率，這里取 200 KΩ ， 7腳接上拉電阻，這里取1 KΩ 左右。當(dāng)距離小于十五厘米時單片機控制蜂鳴器發(fā)出警報。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻 信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。 圖 十二 蜂鳴器電路圖 18 圖十三 實物電路圖 圖十四 硬件實物圖 19 第四章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計總體框圖 超聲波測距系統(tǒng)軟件部分各模塊關(guān)系如圖 十五 ，模塊中單片機是主體，各模塊關(guān)系平行，在程序執(zhí)行中，順序執(zhí)行。 時間 T用單片機 控制振蕩電路，振蕩產(chǎn)生產(chǎn)生 40KHz 的脈沖串，再經(jīng)過驅(qū)動超聲波換能器發(fā)射超聲波，同時采用計時器計時，當(dāng)超聲波接收器接收到回波信號時停止計時，由此得出超聲波的的傳輸時間 T。 軟件程序模塊化設(shè)計 初始化模塊 模塊對定時器 T0 做初始化， T0 工作方式 1, 16 位定時。在開始發(fā)射超聲波的時刻 T0 開始計時，等待 INT0 中斷，在 INT0 中斷時停止 T0 計時，在中斷程序中讀出 TH0、 TL0 時間值 。由此 10*1 /40, 000=250us 即需要 250us 的一個脈沖， 250us 的脈沖是利用延時程序得到，延時脈沖控制振蕩電路，振蕩電路振蕩 10個 25us(40KHz)的脈沖串經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動超聲波器。 1. T1 中斷， T1 初值 TL1,TH1 清零。 2. T0 是用于波特率發(fā)生器，禁止中斷。 3. INT0 中斷 在啟動發(fā)射脈沖的同時， STC89C51 的內(nèi)部計數(shù)器 T1 開始計數(shù)。外部中斷 0處理子程序的 主要工作過程是： (1)總中斷關(guān) EA。 (3)讀出 TL1,TH1 的時間值。此時 INT0 中斷關(guān)斷，總中斷關(guān)斷。然后將十六進(jìn)制 21 數(shù)據(jù)十進(jìn)制化，送顯示。 液晶顯示模塊 LCD1602 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面數(shù)字顯示，以及各控制效果的顯示。液晶顯示的操作流程圖見下圖 十六 ： 算法為： 將四位數(shù)中的各個位上的數(shù)取出送去顯示，其中 b 是萬位， c是千位， d是十位， e 是個位，精度到 mm。 (2)按鍵查詢式的流程圖見下圖 十七 : 23 圖 十七 按鍵查詢式的流程圖 按鍵的四個鍵分別接 ,由于 P1口具有上拉電阻，所以不再需要加上拉電阻進(jìn)行電壓的放大。在實驗中，將超聲波傳感器指向房間一個堆有雜亂物體的角落，超聲波經(jīng)過多次折射后，引起的接收系統(tǒng)不斷動作。但對連續(xù)測距來說，要 設(shè)置兩次測距間的時間間隔，等前一次發(fā)射的超聲波基本衰減消失后，再啟動下一次測距。超聲波發(fā)射后，立即引起了接收探頭誤動作，如果此時計算從發(fā)射到接收的時間將得到錯誤值。盲區(qū)信號可以采用軟件延時開中斷的方法，在發(fā)射后延時一段時間，避開串?dāng)_信號后再開中斷。設(shè)計采用的超聲波傳感器的發(fā)射頻率為 39 ，響應(yīng)半波長為 ，因此最小側(cè)到 的障礙物。 測量距離與信號強度的關(guān)系 將超聲波接收器的信號引入示波器，測得接收到信號的強弱與障礙物距超聲波發(fā)射接收器的距離成反比。當(dāng)超聲波發(fā)射器與接收器互成 120176。由于發(fā)射功率不大，當(dāng)距離超聲波 1m 時，接收到的信號極其微弱，雜波成分很大。該硬件系統(tǒng)是在史毅敏老師的一定指導(dǎo)下，由自己設(shè)計和完成的，鍛煉了我獨立思考解決問題的能力。盡管 在設(shè)計的這個課題上有一定的成功案例可以去參考去借鑒，并且這些案例很成功也很 出色，但是我仍然希望通過自己的努力 來 完成 這個 設(shè)計并希望有所突破。使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計操作流程 ，通過設(shè)計我受益匪淺 。 1990年 1月 【 8】 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社， 1983年 10月 【 9】 潘新民，微型計算機控制技術(shù)，北京：人民郵電技術(shù)出版社， 1988年 3月 【 10】 趙依軍，單片機微型接口技術(shù)。 首先誠摯的感謝我的論文指導(dǎo)老師史毅敏老師。還有教過我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟 迪。