基于AT89C2051的倒車防撞超聲波報(bào)警系統(tǒng)

　　（1）頻率特性

　　圖4.1是超聲波發(fā)射傳感器的頻率特性曲線。其中，f=40kHz為超聲發(fā)射傳感器的中心頻率，在此處，超聲發(fā)射傳感器所產(chǎn)生的超聲機(jī)械波最強(qiáng)，也就是說(shuō)在所產(chǎn)生的超聲聲壓能級(jí)最高。而在兩側(cè)，聲壓能級(jí)迅速衰減。因此，超聲波發(fā)射傳感器一定要使用非常接近中心頻率的交流電壓來(lái)激勵(lì)。

　?。?）指向特性

　　實(shí)際的超聲波傳感器中的壓電晶片是一個(gè)小圓片，可以把表面上每個(gè)點(diǎn)看成一個(gè)振蕩源，輻射出一個(gè)半球面波（子波），這些子波沒(méi)有指向性。但離開超聲傳感器的空間某一點(diǎn)的聲壓是這些子波迭加的結(jié)果（衍射），卻有指向性。

　　4.2 中央控制器的選取

　　本系統(tǒng)選用AT89C2051單片機(jī)作為中央控制器。

　　AT89C2051是由美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的至今為止世界上最新型的高性能八位單片機(jī)。

　　該芯片采用FLASH存儲(chǔ)技術(shù)，內(nèi)部具有2kB字節(jié)快閃存存儲(chǔ)器，采用DIP封裝，是目前在中小系統(tǒng)中應(yīng)用最為普及的單片機(jī)。

　　5.軟件語(yǔ)言的選取

　　本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心。采用匯編語(yǔ)言編程。匯編語(yǔ)言是指用指令的助記符、符號(hào)地址、標(biāo)號(hào)等符號(hào)書寫程序的一種軟件語(yǔ)言，它是計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的重要工具。在系統(tǒng)軟件開發(fā)、實(shí)時(shí)控制的和實(shí)時(shí)處理領(lǐng)域中有著不可替代的地位。用匯編語(yǔ)言編程可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的功能，進(jìn)行高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，開發(fā)出的軟件具有內(nèi)存開銷小、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，而且它不獨(dú)立于具體機(jī)器，是一種非常通用的低級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，采用匯編語(yǔ)言編程，用戶可以直接操作到單片機(jī)內(nèi)部的工作寄存器和片內(nèi)RAM單元，處理數(shù)據(jù)的過(guò)程非常具體。

　　6.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法。按實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)分，可分為以下幾個(gè)部分。

　　6.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)

　　所有MCS-51微控制器均有片內(nèi)振蕩器作為CPU的時(shí)鐘源。但通常所說(shuō)的這種片內(nèi)振蕩器，實(shí)際其本身并非振蕩器，只不過(guò)是一個(gè)適于構(gòu)成反饋振蕩器的高增益反相放大器罷了。為構(gòu)成反饋振蕩器，必須在其XTAL1和X T A L 2兩個(gè)引腳上提供一個(gè)參考頻率。

　　XTAL1是該反相放大器的輸入端；XTAL2則是其輸出，并同時(shí)作為內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。參考頻率可由晶體、電感或外部時(shí)鐘源提供。通常的做法是：

　　在XTAL1與XTAL2兩端跨接一只石英晶體或陶瓷諧振器以及一端接地的兩只電容器。

　　這里的石英晶體為一電感性元件，與外接其上的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，為片內(nèi)振蕩器提供正反饋和振蕩所必需的相移條件，從面構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。

　　6.2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)

　　AT89C2051的RST腳為外部復(fù)位信號(hào)的輸入引腳，在MCS-51器件內(nèi)部，RST接到一個(gè)施密特觸發(fā)器的輸入端。大家知道，施密特觸發(fā)器要有一定的輸入電平才能觸發(fā)，所以可濾掉某些噪聲干擾信號(hào)。

　　圖6.2復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，把RST引腳通過(guò)10uF電容接到Vcc并同時(shí)經(jīng)10KΩ電阻接地，就可獲得上電自動(dòng)復(fù)位的結(jié)果。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于CHMOS器件來(lái)說(shuō)，10KΩ電阻是不需要的，但上電后保持復(fù)位腳高電平的時(shí)間超過(guò)11ms都可以完成復(fù)位，因此電阻適當(dāng)取大點(diǎn)也無(wú)妨。