超聲發(fā)射電路設(shè)計(jì)方案

1、<p>　　超聲發(fā)射電路設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　1．1、課程設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，

2、尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。</p><p>　　由于單片機(jī)系統(tǒng)的本身限制，要實(shí)現(xiàn)一些功能的擴(kuò)展，才可以滿足生產(chǎn)生活的需要，所以，單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展，成為單片機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要的研究方向。</p><p>　　我們?cè)谌粘５膶W(xué)習(xí)中，為了能更好

3、的運(yùn)用以及鞏固所學(xué)的硬件知識(shí)，運(yùn)用那個(gè)課程中所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，同時(shí)，培養(yǎng)我們獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力，和鍛煉運(yùn)用硬件與軟件結(jié)合的綜合能力，學(xué)院開(kāi)設(shè)此次課程設(shè)計(jì)，來(lái)滿足課程的需要。</p><p>　　1.2、課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　?。?）熟練掌握單片機(jī)和8253的原理及應(yīng)用</p><p>　　（2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法；</

4、p><p>　?。?）掌握超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）掌握超聲波接收電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　　（5）熟悉定時(shí)器生成方波的設(shè)計(jì)與制作。</p><p><b>　　1.3、課題要求</b></p><p>　　1、使用8253芯片實(shí)現(xiàn)方波輸出；</p><

5、;p>　　2、輸出的方波頻率范圍較寬，能達(dá)到MHZ以上，在此頻率范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)；</p><p>　　3、運(yùn)用單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253芯片的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)方波發(fā)生器的功能；</p><p>　　4、設(shè)計(jì)出超聲波的發(fā)射和接收電路。</p><p><b>　　2、實(shí)驗(yàn)方案</b></p><p>

6、　　2.1、方波生成設(shè)計(jì)思路</p><p>　　單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)方波輸出，根據(jù)此課題要求則需要利用單片機(jī)對(duì)8253芯片的控制，使芯片工作在特定的工作方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)方波的發(fā)生，因此，總結(jié)課題的要求，有如下方案可以討論：</p><p>　　1、利用8086微處理器，控制8253芯片，是芯片工作在工作方式3，來(lái)實(shí)現(xiàn)方波的輸出。利用鍵盤(pán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出方波頻率的調(diào)節(jié)，同時(shí)，還要加數(shù)碼管，用以顯示按鍵

7、輸入的新的頻率數(shù)值。</p><p>　　2、使用51系列單片機(jī)，控制8253芯片，同樣使8253芯片工作在方式3，使8253芯片實(shí)現(xiàn)方波的輸出，配以數(shù)碼管和鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)方波的輸出頻率調(diào)節(jié)。</p><p>　　3、使用51系列單片機(jī)，控制8253芯片使之工作在方式3，實(shí)現(xiàn)方波輸出。使用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，與可變電阻器，給單片機(jī)輸入頻率信號(hào)，用以調(diào)節(jié)頻率。</p>&

8、lt;p>　　4、使用51系列單片機(jī)，控制8253芯片，工作在方波發(fā)生器方式，使用按鈕，對(duì)頻率實(shí)現(xiàn)等步長(zhǎng)調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　2.2、方案選擇</b></p><p>　　1、對(duì)于方案1，使用8086微處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)8253芯片的控制，對(duì)8253芯片的初始化程序如下：</p><p>　　MOV DX,04A6H ;

9、控制寄存器</p><p>　　MOV AX,36H ;計(jì)數(shù)器0，方式3</p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　MOV DX,04A0H </p><p>　　MOV AX,7CH</p><p><b>　　O

10、UT DX,AX</b></p><p>　　MOV AX,92H</p><p>　　OUT DX,AX ;計(jì)數(shù)值927CH</p><p>　　MOV DX,04A6H</p><p>　　MOV AX,76H ;計(jì)數(shù)器1，方式3</p><p><b>　　OUT DX

11、,AX</b></p><p>　　MOV DX,04A2H</p><p>　　MOV AX,32H</p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　MOV AX,0 ;計(jì)數(shù)值32H</p><p><b>　　OUT DX,AX&l

12、t;/b></p><p>　　MOV DX,04A6H</p><p>　　MOV AX,0B6H ;計(jì)數(shù)器2，方式3</p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　MOV DX,04A4H</p><p>　　MOV AX,04H</p>

13、;<p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　MOV AX,0 ;計(jì)數(shù)值04H</p><p><b>　　OUT DX,AX</b></p><p>　　由于8086微處理器在生產(chǎn)生活中并不是最為常見(jiàn)的，所以此方案實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不十分方便，因此不采取此方案。</p>

14、;<p>　　2、方案2的原理圖如圖1下：</p><p>　　圖1 方案2原理圖</p><p>　　原理圖中，利4x4矩陣鍵盤(pán)用以輸入調(diào)節(jié)的頻率。從而實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)，程序如下：</p><p><b>　　ORG 0BB0H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b&

15、gt;</p><p><b>　　MAIN:</b></p><p>　　CLR P1.0;使GATE為低電平，禁止計(jì)數(shù)</p><p>　　MOV DPTR,#0FF2BH;送控制寄存器地址到數(shù)據(jù)指針寄存器</p><p>　　MOV A,#36H;送工作方式字到累加器00110111</

16、p><p>　　MOVX @DPTR,A;工作方式字送到控制寄存器</p><p>　　MOV DPTR,#0FF28H;送通道0地址</p><p>　　MOV A,#16H ;計(jì)數(shù)器/定時(shí)器初始值</p><p>　　MOVX @DPTR,A;初始值送入通道0寄存器</p><p>　　SETB

17、 P1.0;使GATE為高電平，允許計(jì)數(shù)</p><p>　　LOOP:JNB P1.5,SUBFUNC;查詢按鍵是否被按下</p><p>　　JNB P1.6,SUBFUNC</p><p>　　JNB P1.7,SUBFUNC </p><p>　　AJMP LOOP;返回子程序，繼續(xù)掃描按鍵</p

18、><p>　　SUBFUNC:LCALL SCAN;按鍵被按下，調(diào)用子程序</p><p><b>　　AJMP LOOP</b></p><p>　　SCAN:JNB P1.7,MAIN;復(fù)位鍵按下，執(zhí)行復(fù)位操作</p><p>　　JNB P1.6,FADD;頻率加操作</p><p

19、>　　JNB P1.5,FSUB;頻率減操作</p><p>　　FADD:MOV R0,#100</p><p>　　LOOP1:DJNZ R0,LOOP1</p><p>　　MOV SP,#60H</p><p>　　SUBB A,#1;頻率加步長(zhǎng)</p><p><b>　　P

20、USH ACC</b></p><p>　　AJMP INIT;中斷處理</p><p>　　FSUB:MOV R0,#100</p><p>　　LOOP2:DJNZ R0,LOOP2</p><p>　　MOV SP,#60H</p><p>　　ADD A,#1;頻率減步長(zhǎng)<

21、;/p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　AJMP INIT;中斷處理</p><p>　　INIT:CLR P1.0</p><p>　　MOV DPTR,#0FF2BH;中斷處理程序</p><p>　　MOV A,#36H</p>&l

22、t;p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV DPTR,#0FF28H</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><

23、b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　方案2原理圖中數(shù)碼管部分未畫(huà)出。由于使用此方案，系統(tǒng)組成復(fù)雜，不利于實(shí)驗(yàn)的調(diào)試。因此不使用此方案。</p><p>　　3、方案3中的方波實(shí)現(xiàn)部分與方案2相同，區(qū)別在于頻率調(diào)節(jié)部分，方案2是利用鍵盤(pán)直接鍵入新的頻率值，而本方案是利用模擬信號(hào)

24、輸入來(lái)控制頻率的改變，由于模擬信號(hào)連續(xù)，因此可以實(shí)現(xiàn)在要求的頻率范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。其原理圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 方案3原理圖</p><p>　　在本方案中，加入了AD轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，是系統(tǒng)的復(fù)雜性大大提高，不利于實(shí)際的實(shí)現(xiàn)，因此，也不采用此方案。</p><p>　　4、方案4的方波實(shí)現(xiàn)與前者相同，區(qū)別是頻率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的變化。此方案中，只用了三個(gè)按鈕來(lái)實(shí)

25、現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)。原理圖如圖3所示</p><p>　　圖3 方案4原理圖</p><p>　　在此方案中，使用按鈕來(lái)控制頻率的改變，這樣的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)得到了大大的簡(jiǎn)化，同時(shí)，硬件軟件的實(shí)現(xiàn)十分簡(jiǎn)便，因此，在此課程設(shè)計(jì)中，選用方案4來(lái)完成課題的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.3、方案可行性研究</p><p>　　相比之下，方案4有著比較明顯的

26、優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榉桨?的硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，頻率的調(diào)節(jié)是用按鈕實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，8253芯片與單片機(jī)的接口使用的是74HC373地址鎖存器，可以在送地址的時(shí)候保持地址有效電平，使地址與數(shù)據(jù)的傳輸分開(kāi)。而且對(duì)于方案4的軟件的設(shè)計(jì)，只需要有初始化8253芯片，以及對(duì)按鍵的處理程序即可，因此可行性最高。</p><p><b>　　3、課題方案闡述</b></p><p><b>

27、　　3.1、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　方波生成部分硬件的設(shè)計(jì)方框圖如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 硬件設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　硬件設(shè)計(jì)方案原理如下：</p><p>　　1、時(shí)鐘發(fā)生電路由C1、C2和X1（晶振）產(chǎn)生脈沖給XLAT1、XLAT2作為外部振蕩信號(hào)，復(fù)位信號(hào)由開(kāi)關(guān)和RC電路構(gòu)成；由于系

28、統(tǒng)要對(duì)外部接口送數(shù)據(jù)，所以EA端始終為高電平；單片機(jī)P0口接8253的數(shù)據(jù)端口，由于單片機(jī)內(nèi)部無(wú)上拉電阻，當(dāng)作為輸入或者輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻，因此 P0口需要外接上拉電阻。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要使用P0口的高2位作為地址線，同時(shí)P0口作為數(shù)據(jù)線使用，因此，需要加地址鎖存器；頻率調(diào)節(jié)電路是用按鈕組成的，當(dāng)按鈕按下時(shí)，可以對(duì)頻率進(jìn)行等步長(zhǎng)的遞增或者遞減，從而實(shí)現(xiàn)輸出頻率可調(diào)的方波。</p><p>　　2、硬件設(shè)計(jì)原理圖

29、如方案4原理圖所示。</p><p>　　超聲波發(fā)射和接收部分硬件的方框圖設(shè)計(jì)如圖4.2所示</p><p>　　圖4.2 硬件設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　發(fā)射電路主要有反相器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成,單片機(jī)P1.0端口輸出的40KHz方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反

30、相器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反相器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端可以提高超聲波發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，可以提高驅(qū)動(dòng)能力。上拉電阻R1、R2一方面可以提高反相器74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力。</p><p><b>　　超聲波接收電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2、各個(gè)部件功能描述

31、</p><p>　　1、8253芯片的引腳圖及功能</p><p>　?。?）8253芯片的引腳圖如圖5所示</p><p>　　圖5 8253芯片引腳圖</p><p>　　（2）8253芯片內(nèi)部組成部分： </p><p>　　1）數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位、三態(tài)、雙向)。</p><p>　

32、　數(shù)據(jù)中線緩沖器是8253與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接時(shí)用的接口電路，它由8位雙向三態(tài)緩沖器構(gòu)成。</p><p>　　2）讀/寫(xiě)控制邏輯。</p><p>　　讀/寫(xiě)控制邏輯接收系統(tǒng)控制總線送來(lái)的輸入信號(hào)，經(jīng)組合后形成控制信號(hào)，對(duì)各部分操作進(jìn)行控制?？山邮盏目刂菩盘?hào)有：</p><p>　　：片選信號(hào)，低電平有效；</p><p>　?。鹤x信號(hào)，低

33、電平有效；</p><p>　?。簩?xiě)信號(hào)，低電平信號(hào)；</p><p>　?。憾丝谶x擇信號(hào)。=00時(shí)，選中0通道；=01時(shí)，選中1通道；=10時(shí)，選中2通道；=11時(shí)，選中控制寄存器。8253的輸入信號(hào)組合功能表如表1所示。</p><p>　　表1 8253輸入信號(hào)組合的功能表</p><p><b>　　3）計(jì)數(shù)器0~2。&l

34、t;/b></p><p>　　三個(gè)完全相同的16位減計(jì)數(shù)器。每個(gè)通各有3個(gè)引腳，它們是：</p><p>　　CLK0~CLK2計(jì)數(shù)器0~2的輸入時(shí)鐘脈沖此引腳輸入；</p><p>　　OUT0~OUT2計(jì)數(shù)器0~2的輸出端；</p><p>　　GATE0~GATE2計(jì)數(shù)器0~2的門控脈沖輸入端。</p><p

35、><b>　　4）控制字寄存器。</b></p><p>　　控制字寄存器是一種只寫(xiě)寄存器，在對(duì)8253編程時(shí)，由CPU用輸出指令向它寫(xiě)入控制字，來(lái)選定計(jì)數(shù)器通道，規(guī)定各計(jì)數(shù)器的工作方式，讀寫(xiě)格式和數(shù)制。其格式如圖6所示：</p><p>　　圖6 8253控制字格式</p><p>　　控制字的位值及意義如上圖。</p>

36、<p>　　5）8253芯片的工作方式：</p><p>　　工作方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式；</p><p>　　工作方式1：可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式；</p><p>　　工作方式2：比率發(fā)生器；</p><p>　　工作方式3：方波發(fā)生器；</p><p>　　工作方式4：軟件觸發(fā)選通；</p>

37、<p>　　工作方式5：硬件觸發(fā)選通；</p><p>　　其中，本課程設(shè)計(jì)用到的是方式3,——方波發(fā)生器。工作在方式3 的8253芯片的工作過(guò)程參看相關(guān)文獻(xiàn)。</p><p>　　2、AT89C51的引腳及功能</p><p>　?。?）AT89C51單片機(jī)的引腳圖如圖7所示</p><p>　　圖7 AT89C51的引腳圖

38、</p><p>　?。?）各引腳的功能：</p><p><b>　　1）、主電源引腳和</b></p><p>　?。?0腳）：主電源接＋5V </p><p><b>　?。?0腳）：接地</b></p><p>　　2）、時(shí)鐘電路引腳XTAL1 和XTAL2

39、 </p><p>　　XTAL2（18腳）：接外部晶體振蕩器的一端。片內(nèi)是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端。 </p><p>　　XTAL1（19腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。片內(nèi)是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸入端</p><p>　　3）、控制信號(hào)RST/、ALE/ 、和 / </p><p><b>　　R

40、ST/（9腳）</b></p><p>　　復(fù)位端。高電平有效，寬度在24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上，使單片機(jī)復(fù)位。該引腳有復(fù)用功能，為備用電源輸入端，防止主電源掉電。 </p><p><b>　　ALE/（30腳）</b></p><p>　　地址鎖存信號(hào)端。訪問(wèn)片外存貯器時(shí)，ALE作低八位地址的鎖存控制信號(hào)。平時(shí)不訪問(wèn)片外存貯器時(shí)，該

41、端以六分之一的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出脈沖。ALE端負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力為8個(gè)TTL門電路。該引腳有復(fù)用功能， 為片內(nèi)程序存貯器編程（固化）的編程脈沖輸入 。</p><p><b>　?。?9腳） </b></p><p>　　片外程序存貯器讀選通信號(hào)端。負(fù)載能力為8個(gè)TTL門電路。</p><p><b>　　/（31腳） </b>

42、;</p><p>　　端接高電平時(shí)，CPU取指令從片內(nèi)程序存貯器自動(dòng)順延至片外程序存貯器。 端接低電平時(shí)，CPU僅從片外程序存貯器取指令。該引腳有復(fù)用功能，為片內(nèi)程序存貯器編程時(shí)的編程電壓。 </p><p>　　4）輸入/輸出引腳P0、P1、P2和P3口 </p><p>　　P0.0～P0.7（39～32腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為低八位地址線和八位數(shù)據(jù)線（復(fù)用

43、）。負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL門。 </p><p>　　P1.0～P1.7（1～8腳）： 8位準(zhǔn)雙向I/O口。負(fù)載能力為3個(gè)LSTTL門 </p><p>　　P2.0～P2.7（21～28腳）：訪問(wèn)片外存貯器時(shí)作為高八位地址線 </p><p>　　P3.0～P3.7（10～17腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O口。負(fù)載能力為3個(gè)LSTTL門。另外還有專門的第二功能 <

44、/p><p><b>　　P3口的第二功能 </b></p><p>　　P3.0（10腳）： RXD（串行口輸入端）</p><p>　　P3.1（11腳）： TXD（串行口輸出端）</p><p>　　P3.2（12腳）： /INT0（外部中斷0輸入端）</p><p>　　P3.3（13腳）：

45、/INT1（外部中斷1輸入端）</p><p>　　P3.4（14腳）： T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入端）</p><p>　　P3.5（15腳）： T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入端） </p><p>　　P3.6（16腳）： /WR（片外數(shù)據(jù)存貯器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端） </p><p>　　P3.7（17腳）： /RD

46、（片外數(shù)據(jù)存貯器讀選通信號(hào)輸出端） </p><p>　　3、74HC373的引腳及功能</p><p>　?。?）74HC373的引腳圖（圖8）</p><p>　　圖8 74HC373引腳圖</p><p>　?。?）74HC373的功能</p><p>　　1）輸出使能引腳OE和鎖存控制引腳LE</p&g

47、t;<p>　　1腳是輸出使能(OE),是低電平有效,當(dāng)1腳是高電平時(shí),不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11腳(鎖存控制端,G)如何,輸出2(O0)、5(O1)、6(O2)、9(O3)、12(O4)、15(O5)、16(O6)、19(O7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài))；</p><p>　　當(dāng)1腳是低電平時(shí),只要11腳(鎖存控制端,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿,輸出2(O0)

48、、5(O1)、6(O2)、9(O3)、12(O4)、15(O5)、16(O6)、19(O7)立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。</p><p>　　鎖存端LE 由高變低時(shí)，輸出端8 位信息被鎖存，直到LE端再次有效。當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào)OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許O0～O7輸出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使OE為低電平，此時(shí)鎖存使能端LE為高電平時(shí)，輸

49、出O0～O7 狀態(tài)與輸入端D0～D7狀態(tài)相同；當(dāng)LE發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端D0~D7 數(shù)據(jù)鎖入O0～O7。51單片機(jī)的ALE信號(hào)可以直接與74HC373的LE連接。</p><p>　　2）74HC373與單片機(jī)接口</p><p>　　D0～D7為8個(gè)輸入端。</p><p>　　O0～O7為8個(gè)輸出端。</p><p>　　G是數(shù)據(jù)鎖存控

50、制端；當(dāng)G=1時(shí)，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng)G由“1”變?yōu)椤?”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。</p><p>　　OE為輸出允許端；當(dāng)OE=“0”時(shí)，三態(tài)門打開(kāi)；當(dāng)OE=“1”時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。</p><p>　　在MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)中，常采用74HC373作為地址鎖存器使用，其連接方法如上圖所示。其中輸入端1D~8D接至單片機(jī)的P0口，輸出端提供的是低8位地址，G端接至單片機(jī)

51、的地址鎖存允許信號(hào)ALE。輸出允許端OE接地，表示輸出三態(tài)門一直打開(kāi)。</p><p>　　4、CX20106A的引腳注釋</p><p>　　l腳：超聲波信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。2腳：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R或減小C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大

52、。但C的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為R=4.7Ω，C=3.3μF。3腳：該腳與GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為3.3μF。4腳：接地端。5腳：該腳與電源端VCC接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kΩ時(shí)，fn≈42kHz

53、，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。6腳： 該腳與GND之間接入一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開(kāi)路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒(méi)有接收信號(hào)時(shí)該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則會(huì)</p><p>　　3.3、程序設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　程序設(shè)計(jì)流程圖

54、如圖9所示</p><p>　　圖9 程序設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　3.4、程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)程序設(shè)計(jì)的流程圖，可以編寫(xiě)如下程序代碼：</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　MAIN: MOV R

55、1,#09H</p><p>　　INIT:CLR P1.0;使GATE為低電平，禁止計(jì)數(shù)</p><p>　　MOV DPTR,#0FF2BH;送控制寄存器地址器中</p><p>　　MOV A,#36H;送工作方式字</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;工作方式字送到控制寄存器</

56、p><p>　　MOV DPTR,#0FF28H;送通道0地址</p><p>　　MOV A,R1 ;計(jì)數(shù)器/定時(shí)器初始值</p><p>　　MOVX @DPTR,A;初始值送入通道0寄存器</p><p>　　SETB P1.0;使GATE為高電平，允許計(jì)數(shù)</p><p>　

57、　LOOP:JNB P1.7,MAIN</p><p>　　JNB P1.6,FADD</p><p>　　JNB P1.5,FSUB</p><p>　　AJMP LOOP;返回子程序，繼續(xù)掃描按鍵</p><p>　　FADD:MOV A,R1</p><p>　　SUBB A,#01H;頻

58、率加步長(zhǎng)</p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　AJMP INIT;中斷處理</p><p>　　FSUB:MOV A,R1</p><p>　　ADD A,#01H;頻率減步長(zhǎng)</p>

59、;<p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　AJMP INIT;處理</p><p>　　DELAY:NOP</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b&

60、gt;　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>&

61、lt;b>　　MOV R0,#1</b></p><p>　　DJNZ R0,DELAY</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p

62、><b>　　4、仿真與調(diào)試</b></p><p>　　4.1、Proteus環(huán)境下的仿真調(diào)試</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖，在Proteus環(huán)境中，繪制出仿真電路圖，如圖10所示</p><p>　　圖10 仿真電路圖</p><p><b>　　4.2、仿真結(jié)果</b><

63、/p><p>　　正確連接各部件線路，將源程序代碼加入Keil編譯環(huán)境中，編譯調(diào)試程序，然后將正確編譯、連接后生成的HEX文件，加入Proteus環(huán)境下的單片機(jī)中，是單片機(jī)可以仿真實(shí)際電路工作。</p><p>　　仿真的結(jié)果如圖11、圖12所示</p><p>　　圖11 輸出波形圖</p><p>　　圖12 輸出方波的頻率</p&

64、gt;<p>　　超聲波發(fā)射電路仿真結(jié)果如圖13、圖14所示</p><p><b>　　圖13 發(fā)射波形圖</b></p><p>　　圖14 振蕩衰減回波</p><p><b>　　5、設(shè)計(jì)中的問(wèn)題</b></p><p>　　5.1、硬件連接的若干問(wèn)題</p>

65、<p>　　在硬件連接過(guò)程中，遇到了一些問(wèn)題，現(xiàn)做闡述如下：</p><p>　　1、由于P0口內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，所以在外接數(shù)據(jù)時(shí)要外加上拉電阻，用來(lái)保護(hù)電路不被損壞；</p><p>　　2、地址鎖存器74HC373是連接單片機(jī)和8253芯片之間的用以鎖</p><p>　　存地址。這樣的設(shè)計(jì)是由于數(shù)據(jù)線和地址線使用同樣的P0端口，在輸出地址時(shí)，由于需要

66、對(duì)地址保持，從而需要對(duì)地址鎖存，確保數(shù)據(jù)的正確傳送。</p><p>　　3、由于仿真軟件中，可以對(duì)8253芯片設(shè)置時(shí)鐘頻率，故無(wú)需外加時(shí)鐘電路。而在實(shí)際電路中，則需要正確接入時(shí)鐘電路。8253芯片對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖有著固定的要求，因此，在實(shí)際電路中，需要根據(jù)手冊(cè)，正確選擇輸入時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　5.2、軟件調(diào)試的若干問(wèn)題</p><p>　　程序設(shè)計(jì)的流程

67、圖列出來(lái)以后，就可以按照流程圖的思路來(lái)編寫(xiě)程序。當(dāng)源程序編寫(xiě)好了之后，可以進(jìn)行編譯。在編譯的時(shí)候，遇到一些問(wèn)題，現(xiàn)做闡述如下：</p><p>　　1、由于程序的編寫(xiě)是根據(jù)硬件的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)而來(lái)的，因此，在寫(xiě)程序的時(shí)候，要特別注意對(duì)各個(gè)引腳的操作一定要正確，否則，將會(huì)出現(xiàn)不能實(shí)現(xiàn)功能的問(wèn)題。如在對(duì)8253芯片寫(xiě)入初始化控制字和通道初值后，需要給8253芯片所選通道的門控信號(hào)一個(gè)上升沿脈沖，則對(duì)應(yīng)的程序里，就要根據(jù)硬件

68、的接法來(lái)給相應(yīng)引腳送出上升沿脈沖。</p><p>　　2、由于硬件電路中，調(diào)節(jié)頻率的電路是由按鈕組成的，因此，在實(shí)現(xiàn)功能的時(shí)候，需要對(duì)電路加上去抖動(dòng)環(huán)節(jié)。在程序編寫(xiě)的時(shí)候，可以考慮使用軟件去抖動(dòng)。在加入的去抖動(dòng)的延時(shí)程序中，要注意延時(shí)時(shí)間選擇要適當(dāng)，保證功能實(shí)現(xiàn)的可靠性。</p><p>　　3、仿真環(huán)境中，需要使用HEX文件，因此，在編譯源程序時(shí)，必須在編譯環(huán)境Keil中，在輸出選項(xiàng)中

69、，選擇創(chuàng)建HEX文件。如果不選擇此項(xiàng)，則即使編譯成功，也不會(huì)產(chǎn)生仿真或者實(shí)際電路中所需要的HEX程序文件，不能達(dá)到所要實(shí)現(xiàn)的功能。</p><p>　　4、頻率的是變化是按一定的規(guī)律的，8253芯片的輸出方波的頻率與其時(shí)鐘輸入的脈沖的頻率以及輸入的初始值有關(guān)，其規(guī)律如下：</p><p>　　其中，是芯片的輸出頻率，是時(shí)鐘脈沖輸入頻率，n是輸入初始值。</p><p&g

70、t;<b>　　6、總結(jié)</b></p><p>　　6.1、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片

71、機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。</p><p>　　回顧此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整四星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真

72、正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好……通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。</p><p><b>　　6.2、致謝</b></p&g

73、t;<p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于完成了課設(shè)。同時(shí)，在老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和指導(dǎo)老師再次表示衷心的感謝！</p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　張迎新 《單微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)》 國(guó)防工業(yè)出版社

74、 1993</p><p>　　戴梅萼，史嘉權(quán) 《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 2003</p><p>　　仇玉章 《32位微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》清華大學(xué)出版社 2001</p><p>　　鄭學(xué)堅(jiān)，周斌 《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 1998</p><p>　　李博成，侯伯亨 《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》 電子科大