第二章 单片机和传感器

2。1  AT89C51 单片机的性能及特点

2。1。1 AT89C51 的主要特点

本课题的设计过程中，我们选用的是 AT89C51 单片机，下面就简单的介绍一 下它的主要特性。首先，AT89C51 单片机和 MCS-51 是兼容的，它具有 4K 字节可 编程的 FLASH 存储器，同时，它的可以执行 1000 个写/擦循环，它的数据可以保 存十年之久。它在全静态工作的时候，频率为 0Hz-24MHz；而且，它拥有三级存储 器锁定功能，它内部的 RAM 具有 128×8 位，含有 32 条可编程的 I/O 线；并且，它 还包含有 16 位的定时记数器、5 个中断源、可编程的串行通道。在闲置或者掉电模 式的时候，它的功耗很低；除此之外，它还拥有时钟电路和片内振荡器。

2。1。2 硬件结构文献综述

AT89C51 我们又称之为单片机，它是一种高性能 CMOS8 位低电压微处理器， 它既拥有 4K 字节闪烁可编程可擦除的只读存储器（FPEROM），又包含了 128 字 节的随机存取数据存储器（RAM）。AT89C51 的功耗比较低但是性能非常好，它 的内部包含由 8 位中央处理器（CPU）以及 Flash 存储单元，所以它能够在控制领 域得到十分广泛的使用。而且它还有 40 个引脚、32 个外部双向 I/O 端口以及 2 个 外中断口、2 个 16 位可编程定时计数器和 2 个全双工串行通信口。它的芯片的编程 方式可以是很常规的方法，同时还可以在线编程。它成功的把通用的微处理器和 Flash 存储器有效地结合起来。除此之外，它内部包含的 Flash 存储器可以进行反复 的擦写，这样一来，就在很大程度上降低了开发成本。

图 2。1 AT89C51 结构图

2。2 超声波传感器的基本原理

2。2。1 超声波传感器

有一种具有具体方向性的超声波传感器通常被称为 RZT，它是采用压电元件锆 钛化铅的距离传感器，传感器用蜂鸣器的纸盒为椭圆形，目的是使传感器的水平特 性宽，而且垂直方向受到限制它是基于超声波的距离传感器，利用了超声波的物理 性质，将传回的回声转换成完整的形象，从而构成完整的倒车声纳系统。倒车时就 类似于蝙蝠辨别方向一样，超声波发出后遇到障碍物返回，并且智能地计算方位和 时间，同时又能在显示器中成像。

超声波传感器在工作中表现出来的功能是基于超声波的运动的原理而实现的。 超声波通过换能晶片在电压的激励下发生振动而产生的，它具有波长短、频率高、 绕射现象小，尤其是方向性优良、能够成为射线而定向传播等特点。超声波在任何 介质中的传播能力都十分的强大，甚至可以在阳光中能够穿透近百米的不透明物体。 超声波在碰到物体时会形成明显的反射回波，比如碰到杂质或不同物质的分界面时 会反射，碰到运动中的物体其声波频率就会发生改变，形成多普勒效应。这种根据 超声波的各种特征性能而研制开发的传感器很多都可以使用在轻重工业、军事武器、 生物医疗仪器等方面，这些都被称为超声波传感器。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

超声波在学术上的普遍定义是频率高于 2 万赫兹的人耳感知不到的机械声波。

要用其达到检测的目的，就必须能够产生以及接受超声波。我们通过利用超声波的 传感器装置来完成需要的功能，当然了，同样可称它为超声波换能器或者通俗地讲 为超声波探测头。超声波传感器可以有发送器以及接收器结合，也可以直接同时具 备这两种功能。它的原理是利用压电效应，通过超声能量和电能的相互转化，发射 时通过激励将电能转换成声波能量发送出去，接收时，将返回的声波再转变成电信 号，而后实现后续工作[1]。