XX学院 物理系 201X届 电子信息工程专业 毕业设计 作为中断请求信号，送至单片机处理。
在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和受到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。
系统发射电路原理框图如图3-3所示。
图3-3 原理框图
次电路由一个9V的电源，R1=3.6K欧，R2=360欧，三级管T一个，激励换能器T40-16一个。
系统发射电路电路图如图3-4所示：
图3-4 系统发射电路
发射电路原理：单片机AT89C51，通过P1.0这个I/O口，发送一系列的脉冲，经过三极管T进行放大，从而使T40-16这个激励换能器发射出超声波。
系统接收电路原理框图如3-5所示。
图3-5原理框图
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系统接收电路如图3-6所示。
图3-6 接收电路图
此系统为了全方位测距，故有左、右、中三个测距电路，其电路都相同。
3.3 显示报警单元设计
显示报警单元是经过超声波发射接收电路及单片机AT89C51处理后把信号转化为人可以知觉的数字显示和报警响应，以进一步避免事故发生。显示报警电路由显示和报警两部分电路组成，主要实现在出现紧系情况下的显示报警功能，以此提醒驾驶员。 3.3.1 系统显示电路设计
显示器是一个典型的输出设备，而且其实际应用是极为广泛的，几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅在于显示器的结构类型不同而已。最简单的显示器可以使LED发光二极管，给出一个简单的开关信息，而复杂的较完整的显示器应该是CRT监视器或者屏幕较大的LCD液晶屏。综合的实际要求以及考虑单片机的接口资源，采用串行方式显示的LED驱动输出设备。由于全程显示的距离范围在4米之内，用3个LED数码管显示距离的cm数值。
在单片机应用系统中，发光二极管LED显示器常用两种驱动方式；静态显示驱动和动态显示驱动。所谓静态显示驱动，就是给要点亮的LED通过恒定的电流，即每一位LED显示器各引脚都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口。单片机只需要把要显示的字形段码发送到接口电路并保持不变即可，如果要显示新的数据，在发送新的自行段码。因此，使用这种方法单片机中的CPU开销小，但这种驱动方法需要寄存器、编译码等硬件设备。当需要显示的位数增加
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XX学院 物理系 201X届 电子信息工程专业 毕业设计 时，所需要的期间和连线也应该增加，成本也增加。而所谓动态显示驱动就是给欲点亮的LED通以脉冲电流，即采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮，这是LED的亮度就是通断的平均亮度。考虑各种因素，本设计选用动态驱动显示。本设计选用8155芯片作为单片机应用系统拓展的I/O口。8155的PA口作为LED的字形输出口，为提高显示亮度，采用8路反相驱动器74LS244驱动；PC口作为LED的为选控制口，采用共阳极的LED显示器，由于8端全亮时位控线的驱动电流较大，采用6路反应驱动器74LS06以提高驱动能力。
图3-7 系统显示电路
3.3.2 系统报警电路设计
系统报警电路由一个运算放大器、一个发光二极管和一个喇叭组成。R25的阻值为1K，R26的阻值为10K。对于二级运算放大，都采用F007芯片，两级放大电路均是负反馈接法，即反相比例运算电路，而反相比例运算电路中，输入信号从反相输入端输入，同相输入端接地，根据“虚短”和“虚断”的特点。即u =u+，i =i+=0，而所谓“虚短”是由于理想集成运放Au0→∞。所以可以认为两个输入端之间的差模电压近似为零，即Uid=u =+≈0，即u =u+,而u0具有一定值。由于两个输入端间的电压为零，而又不是短路，故称为“虚短”。而“虚短”是由于理想集成运放的输入电阻Rid→∞，故可以认为输入端不取电流，即i =i+≈0，这样输入端相当于断路，而不是断开，成为“虚断”。而电路中，反相输入端与地端等电位，但又不是真正接地，这种情况成为“需地”。所以iI=iF=
uI，RIRfu_?u0?u0=，因为i_=0，iI=if，则可得u0=uI，故可将信号进行放大。
RiRfRf____________________________________________________________________________________________
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图3-8 系统报警电路
当单片机AT89C51通过P1.0，P1.1，P1.2三个I/O口，发射出超声波的信号，即输出一个高电平给这三个I/O口，大约5V的电压，同时单片机计数器T0开始计时。则信号经过三级管T1，T2，T3进行放大。使电流达到T40-16的工作电流，从而发射出超声波。
当T40-16发射出去的超声波遇到障碍物时会被反射回来，这时接收器R40-16便会将反射回来的超声波接收，并转换成电信号，经过运算放大器的两极放大，将信号送给LM567的输入端，当LM567的输入端电流大于25mA时，其8号输出引脚会产生一个信号，使得单片机AT89C51产生一个中断。这样，计数器便停止计数。单片机把记得的时间差进行运算，根据S=170*t这个公式来计算车与障碍物的距离，并把运算结果以十进制的方式送到七段LED显示电路去显示。如果距离小于0.5m，则单片机AT89C51便给P1.5口一个信号，使得报警电路工作，实现报警。
3.4 复位电路
在单片机应用系统工作时，除了进入系统正常的初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要复位键重新启动。所以，系统的复位电路必须精确、可靠地工作。
单片机的复位都是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片夹的RST引脚上出现24个时钟振荡脉冲以上的高电平，单片机便实现初始化状态复位。为了保证应用系统可靠地复位，在设计复位电路时，通常使RST保持高电平。只要RST保持高电平，则单片机就循环复位。
单片机复位电路通常采用以下几种方式： （1）上电自动复位
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在通电瞬间，由于R·C电路充电过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。
图3-9 上电复位电路
（2）按键电平复位
通过使复位端经电阻与VCC电源接通而实现的。
（3）在实际应用系统中，为了保证复位电路可靠工作，常将RC电路接施密特电路后再接入单片机复位端和外围电路复位端。这种特别适合于应用现场干扰大、电压波动大的工作环境，并且，当系统由多个复位端时，能保证可靠地同步复位。
考虑本设计结构简单，干扰小，故采用上电自动复位。
4 系统软件实现
4.1 主程序
主程序是单片机程序的主体，整个单片机端系统软件的功能的实现都是在其中完成的，在此过程中主程序调用了子程序及中断服务程序。程序首先完成初始化过程，然后是一个重复的控制发射信号的过程，即调用发射子程序几遍，而且每次发射周期结束都会判断在发射信号后延时等待的过程中是否发生； 中断，即是否回波产生来判断程序得流程。流程图如图4-1所示。
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