基于at89s51單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)畢業(yè)論文-文庫吧
2025-01-03 14:34 本頁面
【正文】 波電路、比較整形電路由CDD2及BG3組成。 ，經(jīng)BG1推動超聲波脈沖變壓器，在脈沖變壓器次級形成60VPP的電壓，加載到超聲波發(fā)送頭上，驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。發(fā)送出的超聲波，遇到障礙物后，產(chǎn)生回波，反射回來的回波由超聲波接收頭接收到。由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，輸入單片機(jī)的P3腳。圖33 超聲波測距發(fā)送單元 。方波的周期為1/40ms，即25181。s。每隔半周期時間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生40kHz方波。由于單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為12M晶振，因而單片機(jī)的時間分辨率是1181。s，所以只能產(chǎn)生半周期為12181。s或13181。s的方波信號。本系統(tǒng)在編程時選用了后者。圖34 超聲波測距接收單元 由于反射回來的超聲波信號非常微弱，所以接收電路需要將其進(jìn)行放大。接收電路如圖34所示。接收到的信號加到BGBG2組成的兩級放大器上進(jìn)行放大。每級放大器的放大倍數(shù)為70倍。放大的信號通過檢波電路得到解調(diào)后的信號，即把多個脈沖波解調(diào)成多個大脈沖波。這里使用的是I N 4148檢波二極管，輸出的直流信號即兩二極管之間電容電壓。該接收電路結(jié)構(gòu)簡單，性能較好，制作難度小。 本系統(tǒng)采用三位一體L E D 數(shù)碼管顯示所測距離值，如圖35。數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示，段碼輸出端口為單片機(jī)的P2口，、,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動。圖35 顯示單元圖 供電電路 本測距系統(tǒng)由于采用的是LED數(shù)碼管用為顯示方式，正常工作時，系統(tǒng)工作電流約為3045mA，為保證系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的可靠正常工作，系統(tǒng)的供電方式主要交流AC69伏，同時為調(diào)試系統(tǒng)方便，供電方式考慮了第二種方式，即由USB口供電，調(diào)試時直接由電腦USB口供電。6伏交流是經(jīng)過整流二極管D1D4整流成脈動直流后，經(jīng)慮波電容C1慮波后形成直流電，為保證單片機(jī)系統(tǒng)的可電，供電路中由5伏的三端稱壓集成電路進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出5伏的真流電供整個系統(tǒng)用電，為進(jìn)一步提高電源質(zhì)量，5伏的直流電再次經(jīng)過CC4濾波。圖36 供電單元電路圖 為了提高測測距系統(tǒng)的實(shí)用性，本測距系統(tǒng)的報警輸出提供開關(guān)量信號及聲響信號兩種方式。 方式一：，繼電器輸出，可驅(qū)動較大的負(fù)載，電路由電阻R三極管BG繼電器JDQ組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，繼電器吸合，測量值高于設(shè)定的報警值時，繼電器斷開。 方式二：，提供聲響報警信號，電路由電阻R三極管BG蜂鳴器BY組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，蜂鳴器發(fā)出“滴、滴、滴……”報警聲響信號，測量值高于設(shè)定的報警值時，停止發(fā)出報警聲響。報警輸出電路如圖37。圖37 報警輸出電路 主程序設(shè)計(jì) 超聲波測距的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收程序及顯示子程序組成。超聲波測距的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言編程。 主程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時器0為計(jì)數(shù)，設(shè)定時器1定時。置位總中斷允許位EA。進(jìn)行程序主程序后，進(jìn)行定時測距判斷，當(dāng)測距標(biāo)志位ec=1時，測量一次，程序設(shè)計(jì)中，超聲波測距頻度是45次/秒。測距間隔中，整個程序主要進(jìn)行循環(huán)顯示測量結(jié)果。當(dāng)調(diào)用超聲波測距子程序后，加載的超聲波發(fā)送頭上。超聲波頭發(fā)送完送超聲波后，立即啟動內(nèi)部計(jì)時器T0進(jìn)行計(jì)時，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時， 2ms時間（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因，稱之為盲區(qū)值）后。，立即停止T0計(jì)時。由于采用單片機(jī)采用的是12 MHz的晶振，計(jì)時器每計(jì)一個數(shù)就是1μs，當(dāng)超聲波測距子程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（2）計(jì)算，即可得被測物體與測距儀之間的距離。 設(shè)計(jì)時取15℃時的聲速為340 m/s則有：d=(ct)/2=172T0/10000cm其中，T0為計(jì)數(shù)器T0的計(jì)算值。，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測量過程。 超聲波測距子程序Void wdzh(){TR0=0。TH1=0x00。TL1=0x00。csbint=1。sx=0。delay(1700)。csbfs()。csbout=1。TR1=1。i=yzsj。while(i) { }i=0。while(csbint)//判斷接收回路是否收到超聲波的回波{ i++。 if(i=3300) csbint=0。 }TR1=0。s=TH1。s=s*256+TL1。TR0=1。csbint=1。jsz=s*csbc。//計(jì)算測量結(jié)果jsz=jsz/2。 } 為了方便程序移置及準(zhǔn)確產(chǎn)生超聲波信號，本測距的超聲波產(chǎn)生程序是用匯編語言編寫的進(jìn)退聲波產(chǎn)生程序。產(chǎn)生的超聲波個數(shù)為 UCSBFS SEGMENT CODE RSEG UCSBFS PUBLIC CSBFSCSBFS: mov R6,8h 。超聲波發(fā)射的完整波形個數(shù)：共計(jì)四個 here: cpl 。輸出40kHz方波 nop nop nop nop nop nop nop nop nop djnz R6,here RET END 超聲波測距程序流程圖 YYN=N0=0=1開始初始化測量標(biāo)志啟動定時器超聲波測距距離上限值距離盲區(qū)值===顯示值= C C C顯示值= 測量段碼轉(zhuǎn)換顯示設(shè)定段碼轉(zhuǎn)換距離報警值 》 》||》===報警輸出=N 超聲波測距程子序流程圖Y標(biāo)志=1?發(fā)送超聲波延時避開盲區(qū)收到回波否？預(yù)設(shè)時間？啟動計(jì)時器T0停
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