AT89C51单片机的汽车防追尾碰撞系统的设计+源程序(3)
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。