基于AT89C2051的倒车防撞超声波报警系统

　　（1）频率特性

　　图4.1是超声波发射传感器的频率特性曲线。其中，f=40kHz为超声发射传感器的中心频率，在此处，超声发射传感器所产生的超声机械波最强，也就是说在所产生的超声声压能级最高。而在两侧，声压能级迅速衰减。因此，超声波发射传感器一定要使用非常接近中心频率的交流电压来激励。

　　（2）指向特性

　　实际的超声波传感器中的压电晶片是一个小圆片，可以把表面上每个点看成一个振荡源，辐射出一个半球面波（子波），这些子波没有指向性。但离开超声传感器的空间某一点的声压是这些子波迭加的结果（衍射），却有指向性。

　　4.2 中央控制器的选取

　　本系统选用AT89C2051单片机作为中央控制器。

　　AT89C2051是由美国Atmel公司生产的至今为止世界上最新型的高性能八位单片机。

　　该芯片采用FLASH存储技术，内部具有2kB字节快闪存存储器，采用DIP封装，是目前在中小系统中应用最为普及的单片机。

　　5.软件语言的选取

　　本系统以单片机为核心。采用汇编语言编程。汇编语言是指用指令的助记符、符号地址、标号等符号书写程序的一种软件语言，它是计算机软件设计的重要工具。在系统软件开发、实时控制的和实时处理领域中有着不可替代的地位。用汇编语言编程可以充分发挥计算机硬件的功能，进行高质量的设计，开发出的软件具有内存开销小、运算速度快的特点，而且它不独立于具体机器，是一种非常通用的低级程序设计语言，采用汇编语言编程，用户可以直接操作到单片机内部的工作寄存器和片内RAM单元，处理数据的过程非常具体。

　　6.系统的硬件设计

　　该系统的硬件设计采用模块化设计方法。按实现的功能来分，可分为以下几个部分。

　　6.1 时钟电路的设计

　　所有MCS-51微控制器均有片内振荡器作为CPU的时钟源。但通常所说的这种片内振荡器，实际其本身并非振荡器，只不过是一个适于构成反馈振荡器的高增益反相放大器罢了。为构成反馈振荡器，必须在其XTAL1和X T A L 2两个引脚上提供一个参考频率。

　　XTAL1是该反相放大器的输入端；XTAL2则是其输出，并同时作为内部时钟发生器的输入。参考频率可由晶体、电感或外部时钟源提供。通常的做法是：

　　在XTAL1与XTAL2两端跨接一只石英晶体或陶瓷谐振器以及一端接地的两只电容器。

　　这里的石英晶体为一电感性元件，与外接其上的电容构成并联谐振回路，为片内振荡器提供正反馈和振荡所必需的相移条件，从面构成一个自激振荡器。

　　6.2 复位电路的设计

　　AT89C2051的RST脚为外部复位信号的输入引脚，在MCS-51器件内部，RST接到一个施密特触发器的输入端。大家知道，施密特触发器要有一定的输入电平才能触发，所以可滤掉某些噪声干扰信号。

　　图6.2复位电路的设计，把RST引脚通过10uF电容接到Vcc并同时经10KΩ电阻接地，就可获得上电自动复位的结果。应当指出，对于CHMOS器件来说，10KΩ电阻是不需要的，但上电后保持复位脚高电平的时间超过11ms都可以完成复位，因此电阻适当取大点也无妨。