徐州工程学院毕业设计(论文)
晶振通过所提供的负载电容测出它的频率，这样能够最大限度的确保频率值的各种误差。
设备周期：通常是指在内存里录入一个字节的有效时间，由此来确定中央处理器的工作周期，一般都是由十二个个时钟周期构成。同时一个时钟周期等于1秒/晶振频率，因此单片机的设备周期=12秒/晶振频率，接下来再列举几个相关的工作周期。
指示周期：输出之后进行下一指示所需要花费的时间。 时钟周期：也即是节拍周期，是工作运转的最小单位。 总线周期：访问储存设备或者I/O接口所需要花费的时间。
因为普通的处理器的一个设备周期是由十二个时钟周期构成。所以单片机通常都是用12M的振动，工作速率控制在1M。
电容的选择是一致的，也就是容量相差很小，如果相差过大，就会令谐振工作不稳定，便会造成停振或者直接不起振。因此它发挥的是共同振动的效果，所以可以令它的脉冲保持稳定和有效。
4.2驱动显示电路及报警电路
本次工作电路，笔者运用的是LED数码管显示，一旦距离小于预先设好的距离值时，蜂鸣器就会发声报警。
4.2.1 LED数码管显示电路
该电路的显示模块使用的是一个4位一体7段LED数码管。它是一个共阴极的数码管，该数码管的a,b,c,d,e,f,g与dp端都各自连接到一起，通过这样来接收单片机的P1口所产生的显示段码。S1，S2，S3，S4四个引脚端是其位选端，作用是接收单片机的P2口所产生的位选码。本电路使用的是动态扫描模式。这种模式是通过使用其连接电路，令数码管相互连接在一起，同时每根数码管的接口COM端都会受到I/O连线的作用。在CUP从数据传输端口传输数据代码时，数码管都可以收到相同的数据代码，但是决定哪个数码管发光，则是依靠COM端。COM端和单片机的I/O接口连接，通过单片机输出位选码到I/O接口，来操控何时哪一位数码管发光。在依次点亮数码管的位扫描过程中，每位数码管的发光时间都是极为短暂。但是因为人的视觉暂留现象，人的眼睛显示出的就是一组稳定显示的数码。该方式的使得耗电少，减
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少电的消耗，在动态扫描的过程中，任意时候都只会有一个数码管是处在工作状态的。原理图如图4-3
12S11110AF2S9S387BU34-LEDS1afS2S3R12.2KR22.2KR32.2KR42.2KW1W2W3W4CGS4EdpD123456cgS4edpQ19012Q29012Q39012Q49012bGND 图4-3 显示电路
4.2.2蜂鸣器工作电路
蜂鸣器是一类应用十分广泛以及综合构成的数字设备，通过直流电源，在许多的电器设备中作为发声装置被运用，蜂鸣器通常划分为电压力式以及电磁式。前者电压力式的构成部件主要有多谐振荡设备、阻抗匹配设备、电压蜂鸣片包括设备外壳等。多谐振荡设备主要是由晶体管以及合成工作电路组成，在连接电源之后，多谐振荡设备开始工作，可以发射出1.5~2.5kHz左右的声音数据信号，进而阻抗匹配设备开始作用于电压蜂鸣片产生声音进行报警。后者电磁式主要是由振荡设备、电磁铁、线圈以及设备外壳等构成。在连通电源之后，振荡设备发出的声音数据信号通过工作线圈，令工作线圈形成一个点磁场，膜片由于受到工作线圈以及电磁铁的作用效果，就可以规律性的开始振动发出声音。在本次设计中，笔者选用了后者电磁式，当检测距离低于之前设置的距离大小的时候，蜂鸣设备就可以振动发声开始报警。
电磁式发声原理是使用电流通过工作线圈，令工作线圈形成了电磁场，进而作用于振动膜开始振动发声，因此必须有足够大的电流，蜂鸣设备才可以正常工作，这里使用的是PNP型三极管9012来驱动蜂鸣器，单片机只需要输出一个低电平就可以使三极管导通来驱动蜂鸣器。
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LS1+5SPEAKERQ5R132.2k9012
GND
图4-4 蜂鸣器工作电路原理图
4.3 HC-RS04超声波测距模块
超声波进行距离测量，是按照超声脉冲发射往返的时间差来工作的，其系统框架流程图如下图4-5所示。
定时器 调制 控制 计时 计算 增益放大 超声波接收 40k振荡 超声波发射 障碍物 传输
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图4-5 系统框架流程图
模块的基本工作原理是：单片机发出40kHz的信号，这是数字信号，传到发射探头接受时，接受探头发射超声波，这是模拟信号。接受时，接受探头收到超声波，这是依然是模拟信号。传到接受模块，经过放大，整形，检波等得到一个高电平，这时是数字信号。把这个信号传给单片机进行运作。
4.4按键设置电路
单片机键盘分为独立键盘和矩阵式键盘：独立键盘上每个I/O口只接一个按键，按键的另一端则接电源或接地，这种接法能够使系统更加稳定且程序简单；矩阵式键盘相对来说接法程序就会比较复杂，不过矩阵式键盘占用的I/O少。在本次设计中我采用的是独立式键盘接法。它主要是根据单片机I/O口读取口的电平高低，以此来判断是否有键按下。当将常开按键的一端接地，另一端接一个I/O口，程序开始时将此I/O口置于高电平，平时没有键按下的时候I/O口会保护高电平。而当有键按下的时候，I/O口会与地短路从而迫使I/O口变为低电平。按键释放以后，单片机的内部上拉电阻会使I/O口依然保持在高电平。此时只要通过对程序中此I/O口的电平状态进行查询我们就能够了解到是否存在按键动作了。用单片机对键盘进行处理时会涉及到了一个关键过程，那便是键盘的去抖动。这里的抖动是机械的抖动，是键盘在未按到按下的临界区造成的电平不稳定现象，这是正常的现象，在按键时是无法避免的。这种抖动一般10~200毫秒之间，这短暂的抖动时间对于人来说是太快了，然后对于时钟是微秒计算的单片机来说却是慢长的过程。硬件去抖动是依靠部分电路对抖动部分进行处理，而软件去抖动并不是真正意义的去掉抖动，而是避开抖动的时间，等到键盘稳定以后再去处理。所以我们选择了软件去抖动。硬件电路如图4-6所示：
S1SW-PBS2SW-PBS3SW-PBGND 图4-6 按键电路图
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