基于52單片機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，響應速度快等優(yōu)點。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。本設計中采用動態(tài)顯示方式，以實時顯示液位變化。本設計采用單片機直接驅動LED的方法，通過軟件的編譯來實現(xiàn)由二進制到BCD碼的轉化，從 顯示電路圖（本設計中的數(shù)碼管外形不代表實際產(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)由單片機直接驅動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行放大，解決了這個問題。 串行通訊接口電路設計單片機執(zhí)行信息檢測任務，然后把檢測結果傳送到計算機中去，這就需要在單片機和計算機之間建立一種通信結構。這種通信結構可以在單片機和計算機之間進行有效而正確的信息傳輸。RS232 是目前最常用的串行接口標準，用來實現(xiàn)計算機和計算機之間、計算機和外設之間的數(shù)據(jù)傳輸。RS232 串行接口總線適用于設備之間通信距離在 15 米以內而且速度不高于 20Kbps 的場合中。完整的 RS232 接口需要 22 根線，采用標準的 25 芯插頭?，F(xiàn)在計算機最常用的是 9 芯的 D 型 RS232 連接器。在本設計中選用了 9 針的 D 型連接器，實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。由于單片機提供的電平是 TTL 的，而計算機提供的是 RS232 電平，要實現(xiàn)單片機與計算機的通信，必須對它們的電平進行轉換，可用MAX232 芯片來實現(xiàn)。如上圖所示。三、 系統(tǒng)的軟件設計軟件設計運用模塊化程序設計思想，對不同功能的程序進行分別編程，這樣不但使得整個軟件的層次和結構比較清晰，而且有利于軟件的調試和修改。 單片機的設定超聲波測距系統(tǒng)的控制核心是單片機，軟件主要完成測量過程控制、精確計時、數(shù)據(jù)計算及結果處理等功能。單片機具有開發(fā)技術成熟、應用廣泛等優(yōu)點， 本設計中選用的STC89C52RC型單片機是一種低功耗、高性能、采用CMOS工藝的8位微處理器，與工業(yè)標準型80C51單片機的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。片內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，而且單片機的機器周期可達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，所以本設計中選用STC89C52型號的單片機。系統(tǒng)采用單片機內部自帶的定時器/計數(shù)器T0中斷功能，對發(fā)射到接收的時間進行精確計時。而且為了節(jié)約硬件成本，系統(tǒng)采用單片機發(fā)出38kHz方波信號，由方波輸出程序控制單片機管腳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，就激活外部中斷標志。脈沖方式的中斷請求則是脈沖的負跳變有效。在這種方式下，在兩個相鄰機器周期內，INT0或INT1引腳電平狀態(tài)發(fā)生變化，即在第一個機器周期內為高電平，第二個機器周期內為低電平，就激活外部中斷標志。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)都應至少維持1個機器周期，以使采樣到電平狀態(tài)的變化。本設計中用單片機的定時器/計數(shù)器0來對發(fā)射到接收的時間進行精確計時。因此需在程序中設定定時器/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，其值由軟件設定。 軟件流程圖按照超聲波測距系統(tǒng)的需要，超聲波驅動與數(shù)據(jù)處理模塊主要任務是用單片機產(chǎn)生 38kHz 的脈沖，以驅動超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時采用計數(shù)器計時；當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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