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    2.2 超声波测距的原理
    超声波测距的方法有很多种:常用的有往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法等等[6]。本设计采用了往返时间检测法测距。其工作原理是:超声波传感器发射一些特定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,经反射后,由超声波接收器接收反射脉冲,在这个过程所用时间即为往返时间。根据测试传输时间可以得出测试距离[7]。
    假设s为被测物体到测距仪之间的距离,测的的时间为t,超声波传播的速度为C表示。则有关系式:
                                    
    3. AT89C51单片机简介
    3.1 AT89C51单片机的功能概述
    AT89C51是一种带4KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器[8]。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
    AT89C51单片机拥有40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗电路,片内时钟振荡器。
    此外,振荡频率的AT89C51可以由软件设置为省电模式到0Hz。在空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式保存RAM的内容,但冻结振荡器,并停止所有其他芯片功能,直到下一个中断或硬件复位[9]。AT89C51的主要特性有:8031 CPU与MCS-51 兼容 ,4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环),全静态工作:0Hz-33MHz,三级程序存储器保密锁定,128*8位内部RAM,32条可编程I/O线,6个中断源,可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内振荡器和时钟电路等。
    3.2 AT89C51单片机的引脚说明
    AT89C51单片机的主要管脚有:XTAL1和XTAL2为振荡器输入输出端口,外接12MHz晶振。RST/Vpd为复位输入端口,外部连接的是电阻电容组成的复位电路。采用的是低电平复位的方法[10]。Vcc和Vss为供电端口,分别接+5V电源的正负端。
    在本设计中用P0.0~P0.7控制数码管段选。用P2端口(P2.4~P2.7管脚)控制数码管显示的位选。
    现在我们对这些引脚的功能加以说明:
    各引脚在AT89C51单片机上的排列顺序,如图1所示。
     图1 AT89S51引脚图
    P2.0:接地
    P4.0:正电源脚,正常工作或对片内EPROM写程序时,接+5V电源。
    P1.9:时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端,是外接晶体的一个引脚。
    P1.8:时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端,是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。
    RST/VPP(PIN1):复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
    P0.0~P0.7:输入信号用于控制LED段选。
    P1.0:连接AT89SISP红外解码芯片。
    P1.0和P1.5、P1.6、P1.7与单片机编程器连接,是程序下载端口。
    AT89C51的时钟有两种方式,一种是片内时钟振荡方式,但需在18脚和19脚外接石英晶体(2MHz-12MHz)和振荡电容,振荡电容的值一般取10pF-30pF。另外一种是外部时钟方式,即将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入。
    P3.0:ALE是允许地址锁存输出/编程脉冲输入引脚。
    RST:复位。
    EA:电源输入端。
    3.3  8位数码管
    8段数码管属于LED发光器件中的一种。LED发光器件常用的一般有两类:数码管和点阵[11]。8段数码管又被称为8字型数码管,因其像一个数字8而得名。总共分为8段:A、B、C、D、E、F、G、P,10根管脚,每一段有一根管脚。其中P是小数点。另外两根管脚为一个数码管的公共端,两根管脚之间相互连通,8位数码管引脚图如图2所示。
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