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AT89C51于单片机的超声波测距装置设计+电路图+源程序(4)

时间:2017-06-17 16:48来源:毕业论文
图3 发射信号波形 3. 硬件电路设计 3.1 单片机控制电路 本系统采用的是ATMEL公司生产的AT89C51高性能CMOS 8位单片机,图4为AT89C51单片机的引脚排列图。该单片


 
    图3 发射信号波形
3. 硬件电路设计
3.1 单片机控制电路
本系统采用的是ATMEL公司生产的AT89C51高性能CMOS 8位单片机,图4为AT89C51单片机的引脚排列图。该单片机兼容标准MCS-51指令系统,片内配置8位中央处理器(CPU)和4 KB Flash闪速存储器,4 KB的可反复擦写的程序存储器(ROM),128 B内部随机存取数据存储器(RAM),32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。单片机作为整个系统的核心,指挥控制着整个系统进行工作。在本系统中,用到的单片机上的硬件资源有:I/O口、定时器、串口和中断等[8-10]。
                 
    图4  AT89C51引脚排列
本系统中单片机控制电路如图5所示。由两个30pF的电容和一个12MHz的晶振组成了内部时钟电路,由一个10uF的极性电容、一个1kΩ的电阻和一个按键组成了复位电路,P0口外接上拉电阻作为输出端将8位数据送至LCD液晶显示屏显示,单片机经P1.0口输出发射中断信号,经P3.2口输入接收中断信号,经P1.7口输入温度数字信号,P2.5口、P2.6口和P2.7口则分别连接LCD液晶显示屏的使能端EN、读/写选择控制端R/W和数据/指令选择控制端RS,EA端接高电平以能够访问外部存储空间,单片机系统工作电压为+5V,由整个系统的电源部分提供。
 
图5 单片机控制电路
3.2 超声波发射电路
    本系统采用的是基于555集成电路的超声波发射模块。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件,可产生精确的定时脉冲,并有高达200mA的输出驱动电流。作为多谐振荡器工作时,由两个外接电阻和一个外接电容来确定其输出的脉冲占空比;而在单稳态工作方式时,由一个外接电阻和一个外接电容来确定其延时时间,可延时数微秒到数小时。工作电压范围为4.5~6.5V。555集成电路的引脚图如图6所示,引脚列表如表2所示。
    如图7所示,超声波发射部分的工作原理如下[9]。
    在通电后,电容C10开始充电,当CVolt上升到2/3VCC时,复位触发器,同时导通放电BJTT,此时Q为低电平,之后电容C10通过R6和C11开始放电,使CVolt下降,当CVolt下降到2/3VCC时,置位触发器,Q翻转为高电平。电容C10放电所需的时间为
                                              (5)
当C10放电结束时,C11截止,允许VCC通过R4,R5,R6向电容充电。CVolt由1/3VCC上升到2/3VCC所需时间为
                                   (6)
    当CVolt上升到2/3VCC时,触发器再次翻转,循环往复,就可以在输出端得到一个周期性的方波,其频率为
                                           (7)
可以通过调节R5来改变输出方波的占空比。图中,LS1是一个超声波换能器(即超声波振头),型号为CSB40T,它将超声波发生器提供的电信号转化为机械信号并发射出去。
超声波发射部分的工作电压为+12V,由电源部分提供。 AT89C51于单片机的超声波测距装置设计+电路图+源程序(4):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_9335.html
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