基于单片机的超声波测距系统的设计
3.5 电源电路
电源电路提供系统运行的能量，所以在进行电源电路设计保证原理正确的前提下，考虑电源容量并保证一定的余量。
为获得一个标准设计的电源电路，可通过降压，整流，稳压，滤波四个环节得到5V的直流稳压电源：
1）降压：可通过变压器将市电转变后，选择输出电压为7～9 伏之间电源。 2）整流：将变压后的电源通过四个整流二极管4007 组成的整流桥，将交流电转变成直流电，因此即使粗心电源接反单片机也不会烧掉，而电路也是正常工作的。
3）稳压：通过三端正稳压电路7805 稳压成5 伏直流电源提供给单片机系统使用。
4）滤波：7805 左边两个是降压后的电源滤波电容，大电容旁边并联一个小电容的目的是降低高频内阻，因为大的电解电容一般采用卷绕工艺制造,所以等效电感较大,小电容可以提供一个小内阻的高频通道,降低电源全频带内阻。7805 右边两个电容是5 伏电源的滤波电容。
通过以上四个环节即得到5V 的直流稳压电源。整个电源电路都是围绕这种7805稳压芯片进行设计的，是一种串联的稳压电路，这样就可以为单片机提供安全且稳定的电源了，最后再并接一个高亮发光二极管来指示单片机的工作状态。单片机系统的总电源电路图如3-5：
图3-5 电源电路图
3.6 单片机复位电路设计
复位是单片机初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部分都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。复位输入端管脚RST 通过一个施
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密特触发器与复位电路相连，主要是用来抑制噪声。
图3-6 为按钮复位电路。在实际应用系统中，为了防止干扰窜入复位端，引起内部某些寄存器错误复位，可在RST 端管脚上可接一个去藕电容。
图3-6 单片机复位电路图
3.7 声光报警显示电路的设计
此模块主要为声光显示功能，以提示是否进入或退出调整电子时钟界面，更具有人性化。当系统正常工作时，P1 口的8 个发光二极管（除了P1.4）全部点亮；当进入时间调整的时候，P1 口的8 个发光二极管只有高四位点亮，且蜂鸣器发出两声急促响声，此时即可开始调时；调时完毕后，蜂鸣器再次发出两声急促的响声，然后8 位发光二极管回到正常工作时的点亮状态。发光二极管电路中采用共阳法，即当单片机I/O 口输出低电平时，发光二极管亮；在蜂鸣器电路中，采用了PNP 三极管9012 来驱动，，当单片机该端口输出低电平时，蜂鸣器发出响声，其电路图如下图3-6，图3-7：
图3-7 P1 口二极管发光电路 图3-8 蜂鸣器电路
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3.8 键盘电路的设计
如何以最少的器件、最小的功耗、最省的花费实现键盘功能，是人机接口设计的关键。可选择的方案有以下两种：
方案一：采用行列式键盘方式输入。用较少的I/O 口就能够连接很多按键，适宜于硬件资源紧张的情况。
方案二：采用独立按键方式输入。该方式的优点是在软件上对按键输入的处理比较简单、方便；在硬件上占用的I/O 口数比较多。
由于本设计中所需I/O 口不是很多，且I/O 资源很充裕因此选择了方案二。 本模块电路占用了单片机的P3.2~3.5 四个I/O 口，主要是完成时钟调整功能，单片机系统初始化后，I/O 端口输出高电平，由于按键的另一端都接公共地，因此可根据这几个I/O 口是否为低电平中可检测是否有按键按下，是哪个键被按下，然后转向该按键所指向的功能。其电路图如下图3-9 所示：
图3-9 单片机与按键的接口电路
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第4章 系统软件设计
4.1 系统主程序设计
超声波测距系统软件设计采用模块化设计，主要包括主程序设计、T1 中断服务子程序、INT0 外部中断服务子程序、测温子程序、距离计算子程序、显示子程序、延时子程序和报警子程序设计等。
系统软件编制时应考虑相关硬件的连线，同时还要进行存储空间、寄存器以及定时器和外部中断引脚的分配和使用。主程序首先对系统环境初始化，设定定时器T0 工作模式为16 位的定时计数器模式，置位总中断允许位EA，并给西安市端口清零，然后调用超声波发生子程序发出一个超声波脉冲，为避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直接波触发，需延迟0.1ms（这也是测距器会有一个最小可测距离的原因）后，再打开外部中断0 接收返回的超声波信号。由于采用12MHz 的晶振，机器周期为1us，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0 中的数（即超声波来回所用的时间）按下式计算即可得到被测物体与测距仪之间的距离，当然，我们计算的时候还要考虑温度对声速的影响。
测出距离后结果将以十进制BCD 码方式LED，然后再发超声波脉冲重复测量过程。主程序框图如下：
开始 系统初始化 温度检测子程序 测距子程序 结合温度计算结显示 结束
图4-1 主程序框图
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