井濤-脈沖超聲發(fā)射電路設(shè)計綜述

1、課程設(shè)計報告專 業(yè)：測捽技術(shù)與儀器學(xué) 生：井濤(100401318)課題名稱：脈沖超聲發(fā)射電路設(shè)計起訖日期：2013年12月15日 2014年1月9日設(shè)計地點：信息樓指導(dǎo)教師：姚麗完成日期：2014年1月6日脈沖超聲發(fā)射電路設(shè)計摘要： 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展， 超聲波在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣， 本設(shè)計主要對超聲波的發(fā)送與接收電路進(jìn)行了理論分析設(shè)計。 由于超聲波具有頻率高、波長短、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， 因而它可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、 醫(yī)學(xué)檢查、日常生活、 無人駕駛汽車、自動作業(yè)現(xiàn)場的自動引導(dǎo)小車及機器人等。關(guān)鍵字： 方波發(fā)生器、定時器、8253、單片機、超

2、聲波、電路設(shè)計1、緒論1.1、 課程設(shè)計背景11.2、 課題設(shè)計的目的 11.3、 課題要求 22、實驗方案22.1 、設(shè)計思路22.2 、方案選擇32.3 、方案可行性研究 73、課題方案闡述83.1、 硬件設(shè)計 83.2、 各個部件功能描述 123.3、 程序設(shè)計流程圖 213.4、 程序設(shè)計224、調(diào)試與仿真234.1 、Proteus環(huán)境下的仿真調(diào)試 234.2 、仿真結(jié)果235、設(shè)計中的問題265.1、 硬件連接的若干問題 265.2、 軟件調(diào)試的若干問題 266、總結(jié) 276.1、 設(shè)計心得體會276.2、 致謝 287、參考文獻(xiàn)291、緒論1 1、課程設(shè)計的背景超聲波是一種振動頻

3、率高于聲波的機械波， 由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、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。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大， 尤其是在陽光不透明的固體中， 它可穿透幾十米的深度。 超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波， 碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。 因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、 國 防、生物醫(yī)學(xué)等方面。由于單片機系統(tǒng)的本身限制， 要實現(xiàn)一些功能的擴展， 才可以滿足生產(chǎn)生活的需要，所以， 單片機系統(tǒng)的擴展，成為單片機系統(tǒng)的一個重要的研究方向。我們在日常的學(xué)習(xí)中， 為了能更好的運用以及鞏固所學(xué)的硬件知識，運用那個課程中所學(xué)的理論

4、知識與實踐緊密結(jié)合，同時，培養(yǎng)我們獨立地解決實際問題的能力， 和鍛煉運用硬件與軟件結(jié)合的綜合能力，學(xué)院開設(shè)此次課程設(shè)計，來滿足課程的需要。1.2 、課程設(shè)計的目的（ 1）熟練掌握單片機和 8253 的原理及應(yīng)用（ 2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法；（ 3）掌握超聲波發(fā)射電路的設(shè)計；（ 4）掌握超聲波接收電路的設(shè)計；（ 5）熟悉定時器生成方波的設(shè)計與制作。1.3 、課題要求1、使用8253 芯片實現(xiàn)方波輸出；2、輸出的方波頻率范圍較寬，能達(dá)到MHZZ上，在此頻率范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)頻率可調(diào)；3、運用單片機，實現(xiàn)對定時器/ 計數(shù)器 8253芯片的控制，來實現(xiàn)方波發(fā)生器的功能；4、設(shè)計出超聲波的發(fā)射和

5、接收電路。2、實驗方案2.1 、方波生成設(shè)計思路單片機可以實現(xiàn)方波輸出， 根據(jù)此課題要求則需要利用單片機對8253 芯片的控制，使芯片工作在特定的工作方式，來實現(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：1 、利用 8086 微處理器，控制 8253芯片，是芯片工作在工作方式 3， 來實現(xiàn)方波的輸出。 利用鍵盤， 來實現(xiàn)對輸出方波頻率的調(diào)節(jié)，同時，還要加數(shù)碼管，用以顯示按鍵輸入的新的頻率數(shù)值。2、使用 51 系列單片機，控制 8253 芯片，同樣使8253 芯片工作在方式3，使8253芯片實現(xiàn)方波的輸出，配以數(shù)碼管和鍵盤來實現(xiàn)對方波的輸出頻率調(diào)節(jié)。3、使用 51 系列單片機，控制

6、8253芯片使之工作在方式 3，實現(xiàn)方波輸出。使用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809與可變電阻器，給單片機輸入頻率信號，用以調(diào)節(jié)頻率。4、使用 51 系列單片機，控制 8253芯片，工作在方波發(fā)生器方式，使用按鈕，對頻率實現(xiàn)等步長調(diào)節(jié)。2.2 、方案選擇1 、對于方案1，使用 8086微處理器實現(xiàn)對8253芯片的控制，對 8253芯片的初始化程序如下：MOV DX,04A6HMOV AX,36HOUT DX,AX MOV DX,04A0H MOV AX,7CH OUT DX,AX MOV AX,92HOUT DX,AXMOV DX,04A6HMOV AX,76HOUT DX,AX MOV DX,04A

7、2H MOV AX,32H OUT DX,AXMOV AX,0OUT DX,AX MOV DX,04A6HMOV AX,0B6HOUT DX,AX MOV DX,04A4H MOV AX,04H OUT DX,AXMOV AX,0; 控制寄存器; 計數(shù)器0 ，方式3; 計數(shù)值927CH; 計數(shù)器1 ，方式3; 計數(shù)值32H; 計數(shù)器2 ，方式3; 計數(shù)值04HOUT DX,AX8086微處理器在生產(chǎn)生活中并不是最為常見的，所以此方案實現(xiàn)起來并不十分方便，因此不采取此方案。2、方案2的原理圖如圖1下:29圖1方案2原理圖原理圖中，利4x4矩陣鍵盤用以輸入調(diào)節(jié)的頻率。從而實現(xiàn)頻率可調(diào)，程序如下：O

8、RG 0BB0HAJMP MAINMAIN:CLR P1.0MOV DPTR,#0FF2BHMOV A,#36HMOVX DPTR,A;使GATE為低電平，禁止計數(shù);送控制寄存器地址到數(shù)據(jù)指針寄存器;送工作方式字到累加器00110111;工作方式字送到控制寄存器MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#16HMOVX DPTR,ASETB P1.0LOOP: JNB P1.5,SUBFUNCJNB P1.6,SUBFUNCJNB P1.7,SUBFUNCAJMP LOOPSUBFUNC:LCALL SCANAJMP LOOPSCAN: JNB P1.7,MAINJNB P1.6,FADDJ

9、NB P1.5,FSUBFADD: MOV R0,#100LOOP1: DJNZ R0,LOOP1MOV SP,#60HSUBB A,#1PUSH ACCAJMP INITFSUB:MOV R0,#100LOOP2: DJNZ R0,LOOP2MOV SP,#60HADD A,#1PUSH ACCAJMP INITINIT:CLR P1.0MOV DPTR,#0FF2BH; 送通道 0 地址; 計數(shù)器 / 定時器初始值; 初始值送入通道0 寄存器；使GATE為高電平，允許計數(shù); 查詢按鍵是否被按下; 返回子程序，繼續(xù)掃描按鍵; 按鍵被按下，調(diào)用子程序; 復(fù)位鍵按下，執(zhí)行復(fù)位操作; 頻率加操作;

10、 頻率減操作; 頻率加步長; 中斷處理; 頻率減步長; 中斷處理; 中斷處理程序MOV A,#36HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#0FF28HPOP ACCMOVX DPTR,ASETB P1.0 RET END方案2原理圖中數(shù)碼管部分未畫出。由于使用此方案，系統(tǒng)組成 復(fù)雜，不利于實驗的調(diào)試。因此不使用此方案。3、方案3中的方波實現(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是利用鍵盤直接鍵入新的頻率值， 而本方案是利用模擬 信號輸入來控制頻率的改變，由于模擬信號連續(xù)，因此可以實現(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：RP1圖2方案3原理圖在本方案中，加入了 A都專換環(huán)

11、節(jié)，是系統(tǒng)的復(fù)雜性大大提高， 不利于實際的實現(xiàn)，因此，也不采用此方案。4、方案4的方波實現(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，只用了三個按鈕來實現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)。原理圖如圖3所示圖3方案4原理圖在此方案中，使用按鈕來控制頻率的改變，這樣的設(shè)計，使系統(tǒng)得到 了大大的簡化，同時，硬件軟件的實現(xiàn)十分簡便，因此，在此課程設(shè) 計中，選用方案4來完成課題的設(shè)計。2.3 、方案可行性研究相比之下，方案4有著比較明顯的優(yōu)勢。因為方案4的硬件設(shè)計 簡單，頻率的調(diào)節(jié)是用按鈕實現(xiàn)，同時，8253芯片與單片機的接口 使用的是74HC373tfe址鎖存器，可以在送地址的時候保持地址有效電 平，使地址與數(shù)據(jù)的傳輸

12、分開。而且對于方案 4的軟件的設(shè)計，只需 要有初始化8253芯片，以及對按鍵的處理程序即可，因此可行性最 高。3、課題方案闡述3.1、 硬件設(shè)計方波生成部分硬件的設(shè)計方框圖如圖4.1所示圖4.1 硬件設(shè)計框圖硬件設(shè)計方案原理如下：1、時鐘發(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，復(fù)位信號由開關(guān)和 RC電路構(gòu)成；由于系統(tǒng)要對 外部接口送數(shù)據(jù)，所以EA端始終為高電平；單片機P0 口接8253的 數(shù)據(jù)端口，由于單片機內(nèi)部無上拉電阻，當(dāng)作為輸入或者輸出時應(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)計需要使 用P0 口的高2位作為地址線，同時

13、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，可 以對頻率進(jìn)行等步長的遞增或者遞減，從而實現(xiàn)輸出頻率可調(diào)的方 波。2、硬件設(shè)計原理圖如方案4原理圖所示。超聲波發(fā)射和接收部分硬件的方框圖設(shè)計如圖4.2所示控制處理電路（單片機、FPGA等）超聲波傳感器 電路內(nèi)部圖4.2 硬件設(shè)計框圖 超聲波發(fā)射電路設(shè)計發(fā)射電路主要有反相器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成，單片機P1.0 端口輸出的40KHz方波信號一路經(jīng)一級反相器后送到超聲波換能器 的一個電極，另一路經(jīng)兩級反相器后送到超聲波換能器的另一個電 極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端可以提高超聲

14、波發(fā)射強度。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，可以提高驅(qū)動能力。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)動能力。J4CX20106LS459P32GND3.2、 各個部件功能描述1、8253芯片的引腳圖及功能8253芯片的引腳圖如圖5好07124 VCC223WRD5 -322 RDD4421 CSD3520 A18 2 5 3D2619A0D1718 CLK2DO817 0UT2CLKO916 GATE2OUTO1 015 1 CLK1GATED1 114 GATElGND1 2130UT1(1)圖5 8253芯片引腳圖（2） 8253芯片內(nèi)部組成部分：1）數(shù)據(jù)總線緩沖器（

15、8位、三態(tài)、雙向）。數(shù)據(jù)中線緩沖器是8253與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接時用的接口電 路，它由8位雙向三態(tài)緩沖器構(gòu)成。2）讀/寫控制邏輯。讀/寫控制邏輯接收系統(tǒng)控制總線送來的輸入信號，經(jīng)組合后形 成控制信號，對各部分操作進(jìn)行控制。可接收的控制信號有：CS：片選信號，低電平有效；RD：讀信號，低電平有效；WR：寫信號，低電平信號；AoA：端口選擇信號。AA=00時，選中0通道；AA=01時，選 中1通道；AA=10時，選中2通道；4A=11時，選中控制寄存器。8253的輸入信號組合功能表如表1所示。表1 8253輸入信號組合的功能表CSRDWRA0 A功能0100 0寫計數(shù)器00100 1寫計數(shù)器101

16、01 0寫計數(shù)器20101 1寫入控制字寄存器0010 0讀計數(shù)器00010 1讀計數(shù)器10011 0讀計數(shù)器20011 1無操作1XXX X禁止使用011X X無操作3）計數(shù)器02。三個完全相同的16位減計數(shù)器。每個通各有3個引腳，它們是:CLK0CLK2計數(shù)器02的輸入時鐘脈沖此引腳輸入；OUT0OUT2計數(shù)器02的輸出端；GATE0GATE2計數(shù)器02的門控脈沖輸入端。4）控制字寄存器?？刂谱旨拇嫫魇且环N只寫寄存器， 在對8253編程時，由CPU用輸出指令向它寫入控制字，來選定計數(shù)器通道，規(guī)定各計數(shù)器的工作 方式，讀寫格式和數(shù)制。其格式如圖 6所示:D710 選擇通道211 無效圖6 8

17、253控制字格式控制字的位值及意義如上圖。5) 8253芯片的工作方式：工作方式0:計數(shù)結(jié)束中斷方式；工作方式1:可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式;工作方式2:比率發(fā)生器；工作方式3:方波發(fā)生器；工作方式4:軟件觸發(fā)選通；工作方式5:硬件觸發(fā)選通；其中，本課程設(shè)計用到的是方式 3, 方波發(fā)生器。工作在方式3的8253芯片的工作過程參看相關(guān)文獻(xiàn)。2、AT89C51的引腳及功能（1） AT89C51單片機的弓I腳圖如圖7所示P141相MOCPL1239PUOP1.2 338PHIPL3437Pft2P1.4536-國3PL5635Pft4PL6734Ptt5PL7S33PU6RST/VPD932H171WP1

18、11011AT89c513130EVVPPALMHDG1WF121229函B基PZ71427R16n儂5I15MP151625P2,4RD/P171724F23XTAL2IIS23P2L2XTAL11922Fil的nPIO圖7 AT89C51的引腳圖（2）各引腳的功能：1）、主電源引腳Vcc和VssVcc （40腳）：主電源接+ 5VVss （20腳）：接地2）、時鐘電路引腳 XTAL1和XTAL2XTAL2 （18腳）：接外部晶體振蕩器的一端。片內(nèi)是一個振蕩電路反相放大器的輸出端XTAL1 （19腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。片內(nèi)是一個振蕩 電路反相放大器的輸入端3）、控制信號 RST/V

19、PD ALE/PROG、PSEN和 EA / VPPRST/Vpd （9 腳）復(fù)位端。高電平有效，寬度在 24個時鐘周期寬度以上，使單片 機復(fù)位。該引腳有復(fù)用功能，Vpd為備用電源輸入端，防止主電源掉 電。ALE/PROG （30 腳）地址鎖存信號端。訪問片外存貯器時， ALE作低八位地址的鎖存 控制信號。平時不訪問片外存貯器時，該端以六分之一的時鐘振蕩頻 率固定輸出脈沖。ALE端負(fù)載驅(qū)動能力為8個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 。PSEN （29腳）片外程序存貯器讀選通信號端。負(fù)載能力為8個TTL門電路。EA / VPP （31 腳）EA端接高電

20、平時，CPLB指令從片內(nèi)程序存貯器自動順延至片外 程序存貯器。EA端接低電平時，CPLR從片外程序存貯器取指令。 該引腳有復(fù)用功能，Vpp為片內(nèi)程序存貯器編程時的編程電壓。4）輸入/輸出引腳P0、P1、P2和P3 口P0.0P0.7 （3932腳）：訪問片外存貯器時作為低八位地址線 和八位數(shù)據(jù)線（復(fù)用）。負(fù)載能力為8個LSTTL門。P1.0P1.7 （18腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O 口。負(fù)載能力為3個LSTTL門P2.0P2.7 （2128腳）：訪問片外存貯器時作為高八位地址線P3.0P3.7 （1017腳）：8位準(zhǔn)雙向I/O 口。負(fù)載能力為3個LSTTL門。另外還有專門的第二功能P3 口的第二功

21、能P3.0（10腳）：RXD （串行口輸入端）P3.1 （11腳）：TXD （串行口輸出端）P3.2 （12腳） ： /INT0 （外部中斷0 輸入端）P3.3 （13腳） ： /INT1 （外部中斷1 輸入端）P3.4 （14腳） ： T0 （定時器/計數(shù)器0 外部輸入端）P3.5 （15腳） ： T1 （定時器/計數(shù)器1 外部輸入端）P3.6 （16腳）：/WR （片外數(shù)據(jù)存貯器寫選通信號輸出端）P3.7 （17腳） ： /RD （片外數(shù)據(jù)存貯器讀選通信號輸出端）3、 74HC373!勺弓I腳及功能1) ） 74HC37期弓I腳圖（圖8）0B120VCC0021907DO318D7D141

22、7D601516* 067 4 H C 3 7 30261505D2?14D503813D4Q3912-04CND1。11LE圖8 74HC373引腳圖2) ) 74HC37期功能1)輸出使能引腳OE和鎖存控制引腳LE1腳是輸出使能(OE),是低電平有效，當(dāng)1腳是高電平時，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(00)、5(01)、6(02)、9(03)、12(04)、15(05)、16(06)、 19(07)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài))；當(dāng)1腳是低電平時,只要11腳(鎖存控制端，G)上出現(xiàn)一個下降沿， 輸出 2(00)、5(

23、01)、6(02)、9(03)、12(04)、15(05)、16(06)、19(07) 立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài)。鎖存端LE由高變低時，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 0E為低電平時，三態(tài)門導(dǎo)通，允許 00- 07輸出，0E為高電平時，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時， 應(yīng)使0E為低電平，止匕日t鎖存使能端LE為高電平時，輸出0A07狀 態(tài)與輸入端D卜D7狀態(tài)相同；當(dāng)LE發(fā)生負(fù)的跳變時，輸入端 D0D7 數(shù)據(jù)鎖入O0- O7 51單片機的ALE信號可以直接與74HC373H勺LE連 接。3) 74HC373W單片機接口D

24、0D7為8個輸入端。卜O7為8個輸出端。G是數(shù)據(jù)鎖存控制端；當(dāng)G=1時，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng) G 由“ 1”變?yōu)椤?”時，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。OE為輸出允許端；當(dāng)OE=0”時，三態(tài)門打開；當(dāng)OE=1”時， 三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。在MCS-51單片機系統(tǒng)中，常采用74HC373乍為地址鎖存器使用， 其連接方法如上圖所示。其中輸入端 1D8雌至單片機的P0 口，輸 出端提供的是低8位地址，G端接至單片機的地址鎖存允許信號 ALE 輸出允許端OE接地，表示輸出三態(tài)門一直打開。4、 CX20106A勺弓I腳注釋紅外信號 增益 檢測端 地帶通值波 積分端 信號 電源端輸入端 詡節(jié)端器漏整端輸出端

25、l腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kQo2腳：該腳與GNE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。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中 不必改動，推薦選用參數(shù)為 R=4.7Q, C=3.3pF。3腳：該腳與GNa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大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為3.3 pF。4腳:接地端。5腳：該腳與電源端VCC入一個電阻，用以設(shè)

26、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=200kQ時，fn =42kHz, 若取R=220kQ ,則中心頻率f0 =38kHz。6腳：該腳與GNa間接入一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF,如果該 電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必 須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為 22kQ,沒有接收 信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。8腳： 電源正極，4.5V5V3.3、程序設(shè)計流程圖程序設(shè)計流程圖如圖9所示圖9程序設(shè)計流程圖3.4 、程序設(shè)計根據(jù)程序設(shè)計的流程圖，可以編寫如下程序代碼：ORG 0000H

27、MAIN: MOV R1,#09HINIT:CLR P1.0MOV DPTR,#0FF2BHMOV A,#36HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#0FF28HMOV A,R1MOVX DPTR,ASETB P1.0LOOP: JNB P1.7,MAINJNB P1.6,FADDJNB P1.5,FSUBAJMP LOOPFADD: MOV A,R1SUBB A,#01HMOV R1,A LCALL DELAYAJMP INITFSUB: MOV A,R1ADD A,#01HMOV R1,A LCALL DELAYAJMP INIT;使GATE為低電平，禁止計數(shù); 送控制寄存器地址器中;

28、 送工作方式字; 工作方式字送到控制寄存器; 送通道 0 地址計數(shù)器 / 定時器初始值; 初始值送入通道0 寄存器;使GATE為高電平，允許計數(shù); 返回子程序，繼續(xù)掃描按鍵; 頻率加步長; 中斷處理; 頻率減步長; 處理DELAY: NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPMOV R0,#1DJNZ R0,DELAYNOPRETEND4、仿真與調(diào)試4.1、 Proteus環(huán)境下的仿真調(diào)試根據(jù)設(shè)計的原理圖，在Proteus環(huán)境中，繪制出仿真電路圖，如圖10所示圖10仿真電路圖口， I , IC7 M:;:-1: unnnMM g飛工XTALiTMI1STTFl ALEI工船由ZJTAH PI

29、JHFE3TAI3 FEVAIe FEWAI3P3BH：-：B F3.im-!i MOTTO PaMTT IEpjwT ra?iWF4.2、 仿真結(jié)果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HE雙件，加入Proteus環(huán)境下的單片機中，是單片機可以仿真實際電路工作。仿真的結(jié)果如圖11、圖12所示Cltdiiiifil CTl-.ll.l_ _一 I 一*cK HChannel B Channel DSaurce 6 C D nr 一圖11輸出波形圖VSM Counter TimerREST POLAftfirMANUAL RESETG

30、ATE MXJUMTY.人 TJTM01X JIMf fftm).CCHWT圖12輸出方波的頻率超聲波發(fā)射電路仿真結(jié)果如圖13、圖14所示圖13發(fā)射波形圖圖14振蕩衰減回波5、設(shè)計中的問題5.1 、硬件連接的若干問題在硬件連接過程中，遇到了一些問題，現(xiàn)做闡述如下：1、 由于 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻， 所以在外接數(shù)據(jù)時要外加上拉電阻，用來保護(hù)電路不被損壞；2、地址鎖存器74HC37提連接單片機和8253芯片之間的用以鎖存地址。這樣的設(shè)計是由于數(shù)據(jù)線和地址線使用同樣的P0端口，在輸出地址時，由于需要對地址保持，從而需要對地址鎖存，確保數(shù)據(jù)的正確傳送。3、 由于仿真軟件中，可以對8253芯片設(shè)置時

31、鐘頻率，故無需外加時鐘電路。而在實際電路中，則需要正確接入時鐘電路。 8253芯片對輸入時鐘脈沖有著固定的要求，因此，在實際電路中，需要根據(jù)手冊，正確選擇輸入時鐘信號。5.2 、軟件調(diào)試的若干問題程序設(shè)計的流程圖列出來以后， 就可以按照流程圖的思路來編寫程序。當(dāng)源程序編寫好了之后，可以進(jìn)行編譯。在編譯的時候，遇到一些問題，現(xiàn)做闡述如下：1、由于程序的編寫是根據(jù)硬件的設(shè)計對應(yīng)而來的，因此，在寫程序的時候，要特別注意對各個引腳的操作一定要正確，否則，將會出現(xiàn)不能實現(xiàn)功能的問題。如在對8253芯片寫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一個上升沿脈沖，則對應(yīng)的程序里，就要根據(jù)硬件的接法來給相應(yīng)引腳送出上升沿脈沖。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， 在實現(xiàn)功能的時候，需要對電路加上去抖動環(huán)節(jié)。在程序編寫的時候， 可以考慮使用軟件去抖動。在加入的去抖動的延時程序中，要注意延 時時間選擇要適當(dāng)，保證功能實現(xiàn)的可靠性。3、仿真環(huán)境中，需要使用HE雙件，因此，在