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，当系统有多个复位端时，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。
3.5 稳压电源
大部分的电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量，而且对于我们通常所接触的控制器而言，一般都是利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压后，滤去其不稳定的脉动、干扰成分，提供一个稳定的直流电压，来使电子电路与电子设备保持正常的工作。并且，我们目前绝大部分电子电路与电子设备都是使用线性电源，即通过降压、整流、滤波、稳压后提供稳定的直流电压给电子电路及芯片工作的。固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好。由于固定式三端稳压电源（7805）的输出电流有1.5A，而本次设计电路电流在1A到2A之间，考虑到电路的一般余量在2倍到3倍左右。故本次设计电源电路需要采用扩流电路，如图3-17。
图 3-17
第4章 系统的硬件及软件设计
4.1单片机AT89C51介绍
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4kB的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。
AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
I/O端口的编程实际上就是根据应用电路的具体功能和要求对I/O寄存器进行编程。具体步骤如下：
(1)根据实际电路的要求，选择要使用哪些I/O端口，用EQU伪指令定义其相应的寄存器；
(2)初始化端口的数据输出寄存器，应避免端口作为输出时的开始阶段出现不确定状态，影响外围电路正常工作；
(3)根据外围电路功能，确定I/O端口的方向，初始化端口的数据方向寄存器。对于用作输入的端口可以不考虑方向初始化，因为I/O的复位缺省值为输入；
(4)用作输入的I/O管脚，如需上拉，再通过输入上拉使能寄存器为其内部配置上拉电阻；
(5)最后对I/O端口进行输出(写数据输出寄存器)和输入(读端口)编程，完成对外围电路的相应功能。
图4.1 AT89C51单片机芯片
根据系统设计要求，各接口功能如下：
P1.0:产生输出一个40KHZ的脉冲信号。（用于前方测距电路） P1.1:产生输出一个40KHZ的脉冲信号。（用于右侧测距电路） P1.2:产生输出一个40KHZ的脉冲信号。（用于左侧测距电路） INT0:产生中断请求，接前方测距电路。 INT1:产生中断请求，接前方测距电路。 P1.3:接ICA3输入端，用于中断优先级的判断。 P1.4:接ICA3输入端，用于中断优先级的判断。 P0.0:用于显示输出，接显示器。 P0.1:用于显示输出，接显示器。 P0.2:用于显示输出，接显示器。 P0.3:用于显示输出，接显示器。 P0.4:用于显示输出，接显示器。 P0.5:用于显示输出，接显示器。 P0.6:用于显示输出，接显示器。 P0.7:用于显示输出，接显示器。 P2.7:接报警电路 P2.0:接报警电路 P2.1:接报警电路
XTAL1：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。
XTAL2：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 RST：AT89C51的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。
4.2 运算放大器 主要技术参数:
1、开环差模电压增益Au0：Au0是指集成运放在无外加反馈情况下,并工作在线性区时的差模电压增益.用分贝表示则是20lgAu0.性能较好的集成运放的Au0可达140db以上。
2、输入失调电压及其温漂：失调电压的大小主要反映了差分输入元件的失配；输入失调电压是随温度,电源电压或时间而变化的,通常将输入失调电压对温度的平均变化率称为输入电压温度漂移。
3、输入失调电流及其温漂：在常温下，输入信号为零时，放大器的两个输入端的基极静态电流之差称为输入失调电流II0。输入失调电流温度漂移是指输入失调电压随温度变化的平均变化率。一般以mA/0C为单位。高质量的为每度几个皮安。 4、输入偏置电流IIB：IIB是指常温下输入信号为零时，两个输入端静态电流的平均值，即 IIB=（IB1+IB2）/2 （4-1）
IIB的大小反映了放大器的输入电阻和输入失调电流的大小，IIB越小，运算放大器的输入电阻越高，输入失调电流越小。
5、差模输入电阻Rid：Rid是指运算放大器两个输入端之间的动态电阻，一般为几兆。
6、输出电阻R0：运算放大器在开环工作时，在输出端对地之间看进去的等效电阻即为输出电阻。R0大小放映了运算放大器的负载能力。 7、共模抑制比KcmR
KcmR=Aud/Auc （4-2）
用dB表示，即为20lg(Aud/Auc).
8、最大差模输入电压UidM：UIdM是指运算放大器同相端和反相端之间所能加的最大电压。
9、最大共模输入电压UicM：UIcM是指运算放大器在线性工作范围内能承受的最大共模输入电压。
4.3探头UCM介绍
压电陶瓷超声波换能器（超声波传感器）体积小，灵敏度高、性能可靠、价格低廉，是遥控、遥测、报警等电子装置最理想的电子器件、用此换能器构成的超声波遥控开关，可使家电产品、电子玩具加速更新换代，提高市场竞争能力。 表2.1传感器特性参数 型号 结构 UCM—T40K1 开放式 UCM—R40K1 开放式 8—10米 接收 40KHZ±1KHZ 2KHZ±0.5KHZ ≥—70dB/V/ubar ∮16mm322.5mm —20℃~+60℃ 20±5℃时达98% 发射距离 8 —10米 使用方式 谐振频率 频带宽 灵敏度 外形尺寸 温度范围 相对湿度
发射 40KHZ±1KHZ 2KHZ±0.5KHZ ≥—70dB/V/ubar ∮16mm322.5mm —20℃~+60℃ 20±5℃时达98% 使用注意事项：两接线脚焊接时间不宜过长，以免器件内之焊点溶化脱焊及造成底座与接线脚之间松动。不宜与腐蚀性物质接触。