基于52單片機(jī)的短距離超聲波測距系統(tǒng)-文庫吧
2025-06-07 18:37 本頁面
【正文】 字，且顯示穩(wěn)定無閃爍即可。因此顯示部分采用七段半導(dǎo)體數(shù)碼管即LED。根據(jù)各管的極管接線形式，可分為共陰極型和共陽極型。在共陰極接法中，LED數(shù)碼管的ga七個發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不發(fā)亮。而在共陽極接法中，剛好與共陰極接法向反。LED數(shù)碼管具有亮度大，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。本設(shè)計中采用動態(tài)顯示方式，以實(shí)時顯示液位變化。本設(shè)計采用單片機(jī)直接驅(qū)動LED的方法，通過軟件的編譯來實(shí)現(xiàn)由二進(jìn)制到BCD碼的轉(zhuǎn)化，從 顯示電路圖（本設(shè)計中的數(shù)碼管外形不代表實(shí)際產(chǎn)品）而簡化了顯示電路。但是，在制作超聲波測距系統(tǒng)的過程中，我發(fā)現(xiàn)由單片機(jī)直接驅(qū)動LED顯示，電流較小，LED雖然有顯示但是比較暗，因此我用了三極管來對電流進(jìn)行放大，解決了這個問題。 串行通訊接口電路設(shè)計單片機(jī)執(zhí)行信息檢測任務(wù)，然后把檢測結(jié)果傳送到計算機(jī)中去，這就需要在單片機(jī)和計算機(jī)之間建立一種通信結(jié)構(gòu)。這種通信結(jié)構(gòu)可以在單片機(jī)和計算機(jī)之間進(jìn)行有效而正確的信息傳輸。RS232 是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用來實(shí)現(xiàn)計算機(jī)和計算機(jī)之間、計算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。RS232 串行接口總線適用于設(shè)備之間通信距離在 15 米以內(nèi)而且速度不高于 20Kbps 的場合中。完整的 RS232 接口需要 22 根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的 25 芯插頭?，F(xiàn)在計算機(jī)最常用的是 9 芯的 D 型 RS232 連接器。在本設(shè)計中選用了 9 針的 D 型連接器，實(shí)際使用中僅使用并給出了 9個引腳的功能說明：引腳 1：DCD，方向 I，載波檢引腳 2：RXD，方向 I, 數(shù)據(jù)輸入引腳 3：TXD，方向 O，數(shù)據(jù)輸出引腳 4：DTR , 方向 O,數(shù)據(jù)終端就緒引腳 5：GND , 地引腳 6：DSR, 方向 I，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒引腳 7：KTS, 方向 O，請求發(fā)送引腳 8：CTS, 方向 I，清除發(fā)送引腳 9：RI , 方向 I, 振鈴指示 9針D型連接器數(shù)據(jù)輸出，地線。由于單片機(jī)提供的電平是 TTL 的，而計算機(jī)提供的是 RS232 電平，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計算機(jī)的通信，必須對它們的電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可用MAX232 芯片來實(shí)現(xiàn)。如上圖所示。三、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件設(shè)計運(yùn)用模塊化程序設(shè)計思想，對不同功能的程序進(jìn)行分別編程，這樣不但使得整個軟件的層次和結(jié)構(gòu)比較清晰，而且有利于軟件的調(diào)試和修改。 單片機(jī)的設(shè)定超聲波測距系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)，軟件主要完成測量過程控制、精確計時、數(shù)據(jù)計算及結(jié)果處理等功能。單片機(jī)具有開發(fā)技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)， 本設(shè)計中選用的STC89C52RC型單片機(jī)是一種低功耗、高性能、采用CMOS工藝的8位微處理器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。片內(nèi)8K Flash存儲器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲器編程器。由于一般的距離測量中，距離的變化速度并不太快，而且單片機(jī)的機(jī)器周期可達(dá)μs級，則其計時精度為μs級，完全可以滿足系統(tǒng)測量的要求，并且成本較低，所以本設(shè)計中選用STC89C52型號的單片機(jī)。系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部自帶的定時器/計數(shù)器T0中斷功能，對發(fā)射到接收的時間進(jìn)行精確計時。而且為了節(jié)約硬件成本，系統(tǒng)采用單片機(jī)發(fā)出38kHz方波信號，由方波輸出程序控制單片機(jī)管腳P3^7輸出方波信號。外部中斷請求有兩種信號方式電平方式和脈沖方式。電平方式的中斷請求是低電平有效。只要在INTO或INT1引腳上出現(xiàn)有效低電平時，就激活外部中斷標(biāo)志。脈沖方式的中斷請求則是脈沖的負(fù)跳變有效。在這種方式下，在兩個相鄰機(jī)器周期內(nèi)，INT0或INT1引腳電平狀態(tài)發(fā)生變化，即在第一個機(jī)器周期內(nèi)為高電平，第二個機(jī)器周期內(nèi)為低電平，就激活外部中斷標(biāo)志。由此可見，在脈沖方式下，中斷請求信號的高電平和低電平狀態(tài)都應(yīng)至少維持1個機(jī)器周期，以使采樣到電平狀態(tài)的變化。本設(shè)計中用單片機(jī)的定時器/計數(shù)器0來對發(fā)射到接收的時間進(jìn)行精確計時。因此需在程序中設(shè)定定時器/計數(shù)器的工作模式。定時器/計數(shù)器0、1的工作模式的設(shè)定和定時器的控制由工作模式寄存器TMOD和控制寄存器TCON來完成。TMOD用于設(shè)置T0和T1的工作方式，低4位用于定時器/計數(shù)器0，高4位用于定時器/計數(shù)器1，其值由軟件設(shè)定。 軟件流程圖按照超聲波測距系統(tǒng)的需要，超聲波驅(qū)動與數(shù)據(jù)處理模塊主要任務(wù)是用單片機(jī)產(chǎn)生 38kHz 的脈沖，以驅(qū)動超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時采用計數(shù)器計時；當(dāng)超聲波接收器接收到回波信號時停止計時。由此得出超聲波的傳輸時間T，利用公式
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