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1、 毕业设计说明书(论文) 作 者： 黄继波 学 号： 学 院： 信息工程学院 专 业： 通信工程 题 目：基于单片机的汽车防撞报警系统的设计 指导者： 赵立权 副教授 (姓 名) (专业技术职务) 评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2012 年 6 月 吉 林毕业设计说明书（论文）中文摘要本文设计了一种汽车倒车雷达预警系统。该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术，通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，提高了驾驶安全性。本文在设计汽车倒车雷达预警系统过程中，运用理论分析、电路设计等手段
2、，完成了倒车雷达预警系统硬件和软件的设计。本文在查阅、分析国内外倒车雷达系统相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车雷达预警系统的研制进行了深入探讨。该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了倒车雷达预警系统的系统构架和设计方案；在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车雷达预警系统的测距实现原理，分析了以AT89C52单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了误差分析，给出了本系统的稳定性指标。试验结果显示，该系统对室内有限距离的距离测量具有较高的精度，实现了倒车提示和距离报警功能，同时保证系统的可靠性和可行性。关键
3、词：单片机；超声波测距；报警毕业设计说明书（论文）外文摘要Title the automotive anti-collision alarm system design base on the single-chip microcomputer AbstractThe thesis introduces a kind of Car Reversing Aid-System in detail.The system adopted the technology of computer controll and Ultrasonic Distance-Measurement based on th
4、e currently Car Reversing Aid-System.The system alarmed in time through displaying the distances between obstacles and cars.It soluted the puzzle problem because the drivers looked around through the mirrors when they stopped or started the vehicle.The system would greatly solve the difficulties and
5、 meanwhile improve the driving safety.In this thesis analysis in theory,design of electronic circuit and experimental investigation on real time simulation system are employed to carry out the research.It realized the design of hardware and software.The thesis mainly analyzed deeply the research on
6、the design of Car Reversing Aid.System.Firstly,according to the latest researches in domestic and foreign countries.Secondly,it presented the theory and characters of Ultrasonic Distance-Measurement and analyzed in detail design of the hardware and software based on the AT89C52 micro-controller.To m
7、onitor its reliability,imitations of main Cases of the system have been carried out and stable instructions of strategic system have already been received,which verify its efficiency and feasibility.Keywords：monolithic integrated circuit；ultrasonic wave；alarm- I -目 录目 录摘要IAbstractII目录III第1章 绪论11.1 课
8、题研究的背景11.2 课题研究的目的及意义21.3 目前国内外的研究现状21.4 超声波的特性及作用原理3第2章 AT89C52单片机简介42.1 单片机基础知识42.1.1单片机的内部结构42.1.2单片机的基本工作原理72.2 单片机的分类及发展82.2.1单片机的分类82.2.2 8位单片机的新发展92.3 单片机AT89C52的特性92.3.1主要特性92.3.2管脚说明102.3.3振荡器特性132.3.4芯片擦除132.3.5特殊功能寄存器132.3.6引脚号功能特性132.3.7中断寄存器132.3.8数据存储器142.3.9定时器142.3.10中断14第3章 系统构建与方案设
9、计163.1 系统设计要求163.2 系统构建163.3 系统方案设计173.3.1测距系统方案设计173.3.2超声波测距方案设计193.3.3控制系统方案设计203.3.4显示报警系统方案设计203.3.5复位电路方案设计243.3.6时钟电路方案设计26第4章 系统硬件设计284.1 系统硬件设计思想284.2 测距系统设计294.2.1超声波测距原理294.2.2测量与控制方法294.2.3超声波发射模块电路设计304.2.4超声波检测接收电路314.2.5 CX20106A的原理与应用324.3 显示电路原理344.3.1 Light Emintng Diode数码管344.3.2
10、LED数码管的显示方法364.3.3 74LS244芯片说明374.3.4 PNP三极管9012374.4 时钟电路384.5 复位电路38第5章 系统软件的设计415.1 超声波测距仪的算法设计415.2 主程序415.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序445.4 显示程序475.5 报警程序50总结51参考文献53附录55致谢65- V - 第1章 绪 论 第1章 绪论1.1 课题研究的背景随着中国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车。在享受汽车给我们带来的便利的同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。一方面汽车的数量逐年增加，公路、街道、停车场和车库拥挤不
11、堪，可转动的空间越来越少；另一方面，新司机及非专职司机越来越多，因倒车引起的纠纷越来越多，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。在2006年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占28，倒车已成为令人们头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30，路面相关事故的50，迎面撞车事故的60。改善倒车遇到的窘境被越来越多的人所关注，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，可将车快速准确地停放到指定的位置。汽车倒车
12、中存在的困难，其一是来自于驾驶者坐在驾驶座位上无法完全了解汽车四周特别是后方的环境。驾驶者只能依赖后视镜观察后方障碍物，后视镜受其位置的限制，视野狭窄、清晰度差，根本无法达到倒车中后视的目的。其二是倒车时驾驶者同时要兼顾车辆前方、两侧的情况，必须扭身回头观察车辆后面的情况，体力和脑力消耗过大，易产生不安全因素。其三，倒车是一个复杂的工程，它依赖于驾驶者的驾驶经验、驾驶技巧及反应灵敏程度；任一环节出问题都导致驾驶员无法快速准确地完成倒车任务。解决汽车的倒车难问题目前有两种思路，一是寄希望于汽车自动驾驶技术及其配套设施的日益成熟，目前这项技术仍处于研制开发阶段，短期内尚未推广应用；第二是采用简单的
13、汽车倒车预警系统，但是传统的汽车倒车预警系统的功能简单，驾驶员仍然需要通过后视镜去判断车后的物体，以及通过估计汽车和车后障碍物的距离完成倒车任务。本文研究的汽车倒车预警系统属于第二种思路，能很大程度地解决倒车难题，同时为汽车自动驾驶的研究应用奠定了基础。1.2 课题研究的目的及意义在汽车电子领域中，倒车雷达(Car Reversing Aid System)全称“倒车防撞雷达”又称“泊车辅助装置”，它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，主要针对汽车倒车时无法目测到车尾的物体和距离车身的距离而设计开发的。本课题设计的汽车倒车预警系统将为驾驶者提供一个倒车提示和距离报警，本课题的现实应用的意义在于
14、：(1)将倒车自动化从被动防撞引向智能控制方向发展；(2)体现了“以人为本”的驾驶理念，倒车时驾驶者的视线可集中在前方，不需顾及车后状况，增加了倒车的安全性和可靠性，并且它的应用可减轻司机体力和脑力劳动的强度；(3)安全可靠的防碰撞预警，使驾驶者无论是白天还是夜晚都能实现安全倒车；(4)这一方案建立在安装小组件的基础上，避免对汽车整个车的影响，为应用和普及创造了条件，经济性较好，易于普及。汽车倒车雷达预警系统的运用可极大地减轻驾驶者的体力、脑力劳动强度，降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故，同时它将对提高汽车智能化水平和最终实现汽车无人驾驶产生积极的意义。1.3 目
15、前国内外的研究现状超声波是指频率在20kHz106kHz的机械波，波速一般为340m/s，波长为0.01cm10cm。超声波的波长远大于分子尺寸，说明超声波本身不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用影响分子，所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式，又是一种能量形式，在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用。随着科学技术的发展,相关技术领域相互渗透，使超声波技术广泛应用于工业、化工、医学、石油化工等许多领域。超声波作为一种特殊的能量输入方式，所具有的高效能在材料化学中起到光、电、热方法所无法达到的作用。仅从超声
16、波在液体中释放的巨大能量来说,是其他方法所望尘莫及的，更不用说超声波定量控制的效果了。近年来,随着超声波技术的日益发展与成熟，其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处理等领域都得到了广泛的应用。在材料合成中，尤其是纳米材料的制备中，超声波技术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料，达到了目前我们采用激光、紫外线照射和热电作用所无法实现的目标，具有很好的前景。1.4 超声波的特性及作用原理超声波由于频率高、波长短，在传播过程中具有许多特性：（1）方向性好。由于超声波的功率高，其波长较同样介质中的声波波长短得多，衍射现象不明显，所以超声波的传播方向好。（2）能量大。超声波在介质中传播
17、时，当振幅相同时，振动频率越高能量越大。因此，它比普通声波具有大得多的能量。（3）穿透能力强。超声波虽然在气体中衰减很强，但在固体和液体中衰减较弱。在不透明的固体中，超声波能够穿透几十米的厚度，所以超声波在固体和液体中应用较广。（4）引起空化作用。在液体中传播时，超声波与声波一样是一种疏密的振动波，液体时而受拉时而逐级压缩，产生近于真空或含少量气体的空穴。在声波压缩阶段，空穴被压缩直至崩溃。在空穴崩溃时产生放电和发光现象，这种现象称为空化作用。超声技术是一门以物理、电子、机械以及材料为基础的通用技术之一。目前，超声技术的应用已经深入到社会生活的各个领域。超声技术是通过声波的产生、传播及接收的物
18、理过程而完成的，它的应用研究正是结合超声波之独有特性而展开的。3 第2章 AT89C52单片机简介 第2章 AT89C52单片机简介本课题所设计的倒车防撞系统是基于单片机控制的，本课题以Atmel公司的单片机AT89C52为核心。2.1 单片机基础知识单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器(Microcontroller)。单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃且颇具生命力的机种。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、存储器和I/O接口电路等。因此，单
19、片机只需要与适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。2.1.1单片机的内部结构单片机内部结构如图2-1所示：图2-1 单片机内部结构与单片机相比，微型计算机是一种多片机系统。它是由中央处理器(CPU)芯片、ROM芯片、RAM芯片和I/O接口芯片等通过印刷电路板上总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)连成一体的完整计算机系统。其中，中央处理器(CPU)的字长长，功能强大；ROM和RAM的容量很大；I/O接口的功能也大，这是单片机无法比拟的。因此，单片机在结构上与微型计算机十分相似，是一种集微型计算机主要功能部件于同一块芯片上的微型计算机，并由此而得名。由图2-1可见，中
20、央处理器(CPU)是通过内部总线与ROM、RAM、I/O接口以及定时器/计数器相连的，这个结构并不复杂，但并不好理解。为此，在分析单片机工作原理前，先对图2-1中各部件作一基本介绍是十分必要的。（1）存储器在单片机内部，ROM和RAM存储器是分开制造的。通常，ROM存储器容量较大，RAM存储器的容量较小，这是单片机用于控制的一大特点。1ROMROM(Read Only Memory，只读存储器)一般为132K字节，用于存放应用程序，故又称为程序存储器。由于单片机主要在控制系统中使用，因此一旦该系统研制成功，其硬件和应用程序均已定型。为了提高系统的可靠性，应用程序通常固化在片内ROM中，根据片内
21、ROM的结构，单片机又可分为无ROM型、ROM型和EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦除可编程只读存储器)型三类。近年来，又出现了EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电擦除可编程只读存储器)和Flash型ROM存储器。无ROM型单片机特点是片内不集成ROM存储器，故应用程序必须固化到外接的ROM存储器芯片中，才能构成有完整功能的单片机应用系统。ROM型单片机内部，其程序存储器是采用掩膜工艺制成的，程序一旦固化进去便永远不能修改。EPROM型单片机内部的程序
22、存储器是采用特殊FAMOS管构成的，程序一旦写入，也可以通过特殊手段加以修改。因此，EPROM型单片机是深受研制人员欢迎的。 2RAM通常，单片机片内RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)容量64256字节，最多可达48K字节。RAM主要用来存放实时数据或作为通用寄存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。（2）中央处理器(CPU)中央处理器的内部结构极其复杂，要像电子线路那样画出它的全部电路原理图来加以分析介绍是根本不可能的。下面简单概述一下几个主要部分的工作原理。1运算器运算器用于对二进制数进行算术运算和逻辑操作；其操作顺序在控制器控制下进行。运算器由算术逻辑单元ALU、
23、累加器A、通用寄存器R0、暂存器TMP和状态寄存器PSW等五部分组成。累加器A(Accumulator)是一个具有输入/输出功能的移位寄存器，由8个触发器组成。TR(Temporary Register，暂存器)也是一个8位寄存器，用于暂存另一操作数。ALU(Arithmetic and Logical Unit，算术逻辑单元)主要由加法器、移位电路和判断电路等组成，用于对累加器A和暂存器TMP中两个操作数进行四则运算和逻辑操作。PSW(Program Status Word，程序状态字)也由8位触发器组成，用于存放ALU操作过程中形成的状态。2控制器控制器是发布操作命令的机构，是计算机的指挥
24、中心，相当于人脑的神经中枢。控制器由指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。指令部件是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，也是控制器的核心。指令是一种能供机器执行的控制代码，有操作码和地址码两部分。时序部件由时钟系统和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号。微操作控制部件可以为ID(Instruction Decoder,指令译码器)输出信号配上节拍电位和节拍脉冲，也可与外部进来的控制信号组合，共同形成相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。（3）内部总线单片机内部总线是CPU连接片内各主要部件的纽带，是各类信息传送的公共通道。内部总线主要由三种不同性
25、质的连线组成，它们是地址线、数据线和控制线/状态线。地址线主要用来传送存储器所需要的地址码或外部设备的设备号，通常由CPU发出并被存储器或I/O接口电路所接收。数据线用来传送CPU写入存储器或经I/O接口送到输出设备的数据，也可以传送从存储器或输入设备经I/O接口读入的数据。因此，数据线通常是双向信号线。控制/状态线有两类：一类是CPU发出的控制命令，如读命令、写命令、中断响应等；另一类是存储器或外设的状态信息，如外设的中断请求、存储器忙和系统复位信号等。（4）I/O接口和特殊功能部件I/O接口电路有串行和并行两种。串行I/O用于串行通信，它可以把单片机内部的并行8位数据(8位机)变成串行数据
26、向外传送，也可以串行接收外部送来的数据并把它们变成并行数据送给CPU处理。并行I/O口电路可以使单片机和存储器或外设之间并行地传送8位数据(8位机)。2.1.2单片机的基本工作原理单片机是通过执行程序来工作的，机器执行不同程序就能完成不同的运算任务。因此，单片机执行程序的过程实际上也体现了单片机的基本工作原理。为此，先从指令程序谈起。（1）单片机的指令系统和程序编制指令是一种可以供机器执行的控制代码，故它又称为指令码(Instruction Code)。指令码由操作码(Operation Code)和地址码(Address Code)构成：操作码用于指示机器执行何种操作；地址码用于指示参加操作
27、的数在哪里。其格式为：操作码地址码指令码的二进制形式既不便于记忆，又不便于书写，故人们通常采用助记符形式来表示，表2-1所列。表2-1 指令的三种形式指令的二进制形式指令的十六进制形式指令的汇编形式01110100 data174 data1MOV A,#data1;Adata100100100 data224 data2ADD A,#data2; Adata1+data210000000 111111080 FESJMP $ ;停机指令的集合或指令的全体称为“指令系统”(Instruction System)。微处理器类型不同，它的指令系统也不一样。所谓程序就是采用指令系统中的指令根据题目要
28、求排列起来的有序指令的集合。程序的编制称为“程序设计”。通常，设计人员采用指令的汇编符(即助记符)形式编程，这种程序设计称为“汇编语言程序设计”。（2）单片机执行程序的过程为了弄清单片机的工作原理，现以如下的Y=5+10求和程序来说明单片机的工作过程。7405HMOVA,#05H；A05H240AHADDA,#0AH；A5+1080FEHSJMP$ ；停机该程序由三条指令组成，每条指令均为双字节指令(即第一字节为操作码,第二字节为地址码)。第一条指令的含义是把05H传送到累加器A中；第二条指令是加法指令,它把累加器A中的5和立即数10相加，结果保留到累加器A中；第三条是停机指令，机器执行后处于
29、动态停机状态。2.2 单片机的分类及发展1974年，美国仙童(Fairchild)公司研制出世界上第一台单片微型计算机F8，该机由两块集成电路芯片组成，结构奇特，具有与众不同的指令系统，深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视。从此，单片机开始迅速发展，应用范围也在不断扩大，现已成为微型计算机的重要分支。2.2.1单片机的分类20世纪80年代以来，单片机有了新的发展，各半导体器件厂商也纷纷推出自己的产品系列。迄今为止，市售单片机产品已达60多个系列，600多个品种。按照CPU对数据处理位数来分，单片机通常可以分为以下四类。（1）4位单片机 4位单片机的控制功能较弱，CPU一次只能处理4位二进制数
30、。这类单片机常用于计算器、各种形态的智能单元以及作为家用电器中的控制器。（2）8位单片机 8位单片机的控制功能较强，品种最为齐全。和4位机相比，它不仅具有较大的存储容量和寻址范围，而且中断源、并行I/O接口和定时器/计数器个数都有不同程度的增加，并集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面，普遍增设了乘除指令和比较指令。特别是8位机中的高性能增强型单片机，除片内增加了A/D和D/A转换器以外，还集成有定时器捕捉/比较寄存器、监视定时器(Watchdog)、总线控制部件和晶体振荡电路等。这类单片机由于其片内资源丰富且功能强大，主要在工业控制、智能仪表、家用电器和办公自动化系统中应用。 (3) 16
31、位单片机 16位单片机是在1983年以后发展起来的。这类单片机的特点是：CPU是16位的，运算速度普遍高于8位机，有的单片机寻址能力高达1MB，片内含有A/D和D/A转换电路，支持高级语言。这类单片机主要用于过程控制、智能仪表、家用电器以及作为计算机外部设备的控制器。 (4) 32位单片机 32位单片机的字长为32位，是单片机的顶级产品，具有极高的运算速度。近年来，随着家用电子系统的新发展，32位单片机的市场前景看好。2.2.2 8位单片机的新发展目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，尤其是8位单片机已成为当前单片机的主流。8位单片机的新发展具体体现在如下四个方面：(1)CPU功能增强；(
32、2)内部资源增多；(3)引脚的多功能化；(4)低电压和低功耗。2.3 单片机AT89C52的特性 AT89C系列单片机是Atmel公司生产的一款标准型单片机。其中数字9表示内含Flash存储器，C表示CMOS工艺。AT89C52是ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机。片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes 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，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，功能强大AT89C52单片适用于许多
33、较为复杂控制应用场合。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。2.3.1主要特性兼容MCS51指令系统8k可反复擦写(1000次)Flash ROM32个双向I/O口2568bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能AT89C52管脚图如图2-2所示。图2-2 AT89C52单片机管脚图2.3.2管脚说明AT89C52有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
34、口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52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。VCC：电源电压。GND：接地。P0：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验
35、时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，Pl口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流IIL。与AT89C51不同之处是，Pl.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（Pl.0/T2）和输入（P1.1/T2EX)。P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑电路。对端口P2写“l”，通过内部的上拉电
36、阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX A DPTR 指令）时，P2送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器，如执行MOVX A Ri指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用
37、上拉电阻输出电流（IIL)。P3口除了作为一般的I/0口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：端口引脚第二功能P3.0 RXD（串行输入口P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 INTO（外中断0P3.3 INT1（外中断l)P3.4 TO（定时/计数器0)P3.5 Tl（定时/计数器l)P3.6 WR（外部数据存储器写选通）P3.7 RD（外部数据存储器读选通）此外，P3口还接收一些用于FLASH闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址锁
38、存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位。可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活，此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN：程序储存允许PSEN输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时
39、，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH)，EA端必须保持低电平(接地）。需注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端）,CPU则执行内部程序存储器中的指令。flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL1：振荡器反相放大器的输出端。2.3.3振荡器特性XTAL1和XTAL
40、2分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石英振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。2.3.4芯片擦除整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C52设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RA
41、M、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。2.3.5特殊功能寄存器在AT89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFR)。并非所有的地址都被定义，从80H-FFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数位将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将数据1写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。AT89C52除了与AT89C51所有的定时/计数器0和定时/计数
42、器1外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2的控制和状态位位于T2CON，寄存器对（RCA02H、RCAP2L）是定时器2在16位捕获方式或16位自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。2.3.6引脚号功能特性Pl.0 T2 （定时计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出；Pl.1 TZEX 定时计数2捕获/重装载触发和方向控制。2.3.7中断寄存器AT89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级。2.3.8数据存储器AT89C52有256个字节的内部RAM，80HFFH高128个字节与特殊功能寄存器（SFR）地址是重叠的，
43、也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时,指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。2.3.9定时器AT89C52的定时器0和定时器1的工作方式与AT89C51相同。定时器2：定时器2是一个16位定时计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部事件计数器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2位选择。定时器2有三种工作方式：捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON的控制
44、位来选择。定时器2由两个8位寄存器TH2和TL2组成，在定时器工作方式中，每个机器周期TL2寄存器的值加1，由于一个机器周期由12个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/l2。在计数工作方式时，当T2引脚上外部输入信号产生由1至0的下降沿时，寄存器的值加1，在这种工作方式下，每个机器周期的5SP2期间，对外部输入进行采样。若在第一个机器周期中采到的值为1，而在下一个机器周期中采到的值为0，则在紧跟着的下一个周期的S3P1期间寄存器加l。由于识别1至0的跳变需要2个机器周期（24个振荡周期），因此，最高计数速率为振荡频率的1/24。为确保采样的正确性，要求输入的电平在变化前至少保持一个完整
45、周期的时间，以保证输入信号至少被采样一次。2.3.10中断AT89C52共有6个中断向量：两个外中断（INT0和INT1)，3个定时器中断（定时器0、l、2）和串行口中断。这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE的置位或清0来控制每一个中断的允许或禁止。IE也有一个总禁止位EA，它能控制所有中断的允许或禁止。定时器2的中断是由T2CIN中的TF2和EXF2逻辑或产生的。当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需确定是TF2或EXF2产生中断，而由软件清除中断标志位。定时器0和定时器1的标志位TF0和TF1在定时器溢出那个机器周期的S5P2状态置位，而会在下一个机器周期才查
46、询到该中断标志。然而，定时器2的标志位TF2在定时器溢出的那个机器周期的S2P2状态置位，并在同一个机器周期内查询到该标志。15 第3章 系统构建与方案设计 第3章 系统构建与方案设计3.1 系统设计要求 汽车倒车雷达预警系统由三个子系统组成，分别为测距子系统(超声波发送接收系统)、控制系统和显示报警子系统。本系统主要完成的功能是：当车挂入倒档位后，提供：(1)防碰撞预警：当距离小于1米时蜂鸣器发出BiBi声；(2)车距显示：在显示屏上显示车距以提醒驾驶者。3.2 系统构建整个系统根据“回波测距”的原理设计的，其结构框图如图3-1所示。图3-1 汽车倒车雷达预警系统结构原理图按照系统设计要求，汽车倒车雷达预警系统由硬件和软件