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在本次课程设计中,对单片机的要求较低,综合考虑后选用STC89C52单片机。表一是STC89C52单片机的主要功能:
表一
主要功能特性
兼容MCS51指令系统 32个双向I/O口 3个16位可编程定时/计数器中断 2个串行中断 2个外部中断源 2个读写中断口线 低功耗空闲和掉电模式 3.STC89C52单片机引脚及其功能: STC89C52单片机: ① 主电源引脚(2根)
VCC(Pin40):电源输入,接+5V电源 GND(Pin20):接地线 ②外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输入端
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8K可反复擦写Flash ROM 256x8bit内部RAM 时钟频率0-24MHz 可编程UART串行通道 共6个中断源 3级加密位 软件设置睡眠和唤醒功能 图2 STC89C52单片机 太原科技大学
XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端 ③控制引脚(4根)
RST/VPP(Pin9):复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30):地址锁存允许信号 PSEN(Pin29):外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31):程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 ④可编程输入/输出引脚(32根)
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口,分别位P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根。
PO口(Pin39~Pin32):8位双向I/O口线,名称为P0.0~P0.7 P1口(Pin1~Pin8):8位准双向I/O口线,名称为P1.0~P1.7 P2口(Pin21~Pin28):8位准双向I/O口线,名称为P2.0~P2.7 P3口(Pin10~Pin17):8位准双向I/O口线,名称为P3.0~P3.7 2、超声波测距原理:
超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2最常用的超声测距的方法是回声探测法,超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物面的距离s,即:s=340t/2。由于超声波也是一种声波,其声速V与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理如图
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如图所示:
图3 超声波的测距原理
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第三章 硬件部分
一、电源输入电路:
对于整个设计而言,首要问题就是解决系统的供电问题。要求电源模块稳定可靠。
在本课程设计中,电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给,也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。在电源电路中接入了电源指示LED以示是否正常工作。
二、时钟/晶振电路:
每个单片机系统都有晶振,晶振的作用非常大,它结合单片机内部的电路,产生单片机所必需的时钟频率。单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的。晶振提供的时钟频率越高,单片机的执行速度越快。
时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。
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(a)内部方式时钟电路 (b)外部方式时钟电路 图4 时钟电路 在本次课程设计中采用内部方式时钟电路,电路图如图5所示。
三、复位电路[6]
复位电路的作用:在上电或复位的过程中,控制CUP的复位状态。这段时间内让CPU保持复位状态,而不是一上电或刚复位完毕就开始工作。防止CPU发出错误的指令、执行错误操作,也可以提高电磁兼容性能。同时,复位操作还对其他一些寄存器有影响。
单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容,实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的,其电路如图6(a)所示。这佯,只要电源Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位,即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中,按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的,其电路如图6(b)所示;而按键脉冲复
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