基于單片機控制的超聲波測距報警系統

P3 口也可作為AT89C52 的一些特殊功能口，如表1 所示。

表1 P3 特殊功能口

　　P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。

（11）ALE//PROG:當訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。

（12）/PSEN:外部程序存儲器的選通信號。

在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數據存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現。

2.4 超聲波發(fā)射電路

超聲波發(fā)射電路原理如圖5 所示。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅動(dòng)能力。上位電阻R10、R11 一方面可以提高反向器74LS04 輸出高電平的驅動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。

圖5 超聲波發(fā)射電路原理圖

2.5 超聲波檢測接收電路

集成電路CX20106A 是一款紅外線(xiàn)檢波接收的專(zhuān)用芯片?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38 kHz 與測距的超聲波頻率40 kHz 較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路（ 如圖6）。實(shí)驗證明用CX20106A 接收超聲波（ 無(wú)信號時(shí)輸出高電平），具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。

圖6 超聲波檢測接收電路

2.6 顯示電路

顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的4 位共陽(yáng)LED 數碼管，段碼用74LS244 驅動(dòng)，位碼用PNP 三級管驅動(dòng)。接P2.1 引腳的為個(gè)位顯示數碼管，其小數點(diǎn)在P2.1 有效時(shí)顯示，此功能由軟件來(lái)完成。

2.7 復位功能

系統應具備測距啟動(dòng)功能，可以復位系統，使其開(kāi)始重新測距。

綜上所述，本系統的特點(diǎn)是利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時(shí)間的計時(shí)，單片機選用STC89C52,經(jīng)濟易用，且片內有8K 的ROM,便于編程。電路原理如圖7 所示。

3 軟件方案

系統軟件設計采用模塊化設計，主要包括主程序設計、T0 中斷服務(wù)子程序、外部中斷服務(wù)子程序、距離計算子程序、LED 顯示子程序設計等。

主程序首先是對系統環(huán)境初始化，設置定時(shí)器T0工作模式為16 位定時(shí)計數器模式。置位總中斷允許位EA 并給顯示端口P0 和P2 清0.

圖7 電路原理

然后調用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，需要延時(shí)約0.1 ms,然后才打開(kāi)外中斷0 接收返回的超聲波信號。

測出距離后結果將以十進(jìn)制BCD 碼方式送往LED 顯示約0.5 s,然后再發(fā)超聲波脈沖重復測量過(guò)程。為了有利于程序結構化和容易計算出距離，主程序采用C 語(yǔ)言編寫(xiě)。

3.1 主程序

· 系統控制初始化LED、初始化計數控制部分，清除計數值。

· 單片機超聲波脈沖信號。

· 立刻置INT0 為1,打開(kāi)計時(shí)器，等待回波信號。

· 回波信號到達，關(guān)閉計時(shí)器，P3.3 為0,清INT0 為0.

· 單片機讀出計數值。

· 單片機將計數值進(jìn)行計算后得出的距離值，顯示在LED 上。

· 當測量距離 10.0 cm 或> 50.0 cm 時(shí)，報警系統燈亮。

· 當按下復位鍵時(shí)，啟動(dòng)復位功能。