超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計總體《傳感器與檢測技術(shù)》課程設(shè)計報告-文庫吧
2025-05-06 16:07 本頁面
【正文】 83。 10 超聲波發(fā)生子程序與超聲波接受中斷程序 11 總 結(jié) 14 參考文獻 15 附錄 1 總電路圖 16 附錄 2 程序清單 17 1 第 1 章 緒論 課題 設(shè)計的背景和意義 設(shè)計的背景 隨著科學(xué) 技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用 越來越廣。但就目前的 水平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 展望未來，超聲波測距作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展?jié)M足日益發(fā)展的社會需求， 如聲納的發(fā)展趨勢 ， 研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需求。毋庸置疑，無線 的超聲波測距儀將與自動化智能化接軌，與其他的測距儀集成和融合 形成多測距儀。隨著測距儀的技術(shù)進步，測距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習功能 ，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。 在新的世紀里，面貌一新的測距儀將發(fā)揮更大的作用。 設(shè)計的意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展。但是，由于許多不可預(yù)見因素城市給排水系統(tǒng)往往落后于城市建設(shè)。因此，箱涵的排污疏通對城市給排水系統(tǒng)的污水處理顯得非常重要。而設(shè)計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng)，保證機器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通機器人的設(shè)計研制的核心部分?？刂葡到y(tǒng)核心部分就是超聲波測距儀的研制。因此，設(shè)計好的超聲波測距儀就顯得非常重要了。這就是我設(shè)計超聲波測距儀的意義。 主 要設(shè)計內(nèi)容和要求 主要設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計主要是基于 AT89S51 芯片為核心的超聲波測距儀， 74LS04 組成的超聲波發(fā)射電路、并有超聲波處理模塊 CX20xx6A、液晶顯示等器件組成，包括單片機最小系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、 LED 顯示電路和語音播報電路。 主要設(shè)計要求 設(shè)計一個超聲波測距儀主要要求： （ 1）具有超聲波測距功能。 （ 2）實時顯示測量的距離，顯示格式為： XXXX。 （ 3）具有實時語音播報功能，實時播報測量距離數(shù)值 ,實時播報時間間隔 ≤10s，實時播報聲音清晰明亮、無明顯失 真，在 1m 距離處人耳能準確分辨。語音播報要與顯示同步。 2 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 系統(tǒng)框圖 根據(jù)設(shè)計任務(wù)、控制對象和現(xiàn)有條件 系統(tǒng)電路采用由單片機最小系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、顯示電路以及語音播報電路構(gòu)成。本超聲波測距儀的具體工作過程如下： 單片機控制的振蕩源產(chǎn)生 40kHz的頻率信號來驅(qū)動超聲傳感器。每次發(fā)射包含 6個脈沖左右 ,當?shù)谝粋€超聲波脈沖發(fā)射后 ,計數(shù)器開始計數(shù) ,在檢測到第一個回波脈沖的瞬間 ,計數(shù)器停止計數(shù)，得到從發(fā)射到接收的時間 t后 ,單片機利用測距公式可計算出被測距離，同時單片機 進行顯示和語音播報。系統(tǒng)總體框圖如圖 1所示。 圖 1 系統(tǒng)框圖 設(shè)計器件選擇 設(shè)計主要包括單片機最小系統(tǒng)及顯示電路、語音播報電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接受電路五部分。主要用到的器件有：超聲波傳感器﹑ LED 液晶模塊 ﹑單片機 AT89S51 和 WT588D 系列的集單片機和語音電路于一體的可編輯語音芯片。 （ 1）超聲波傳感器：以超聲波作為檢測手段必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。超 聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。超聲波發(fā)射器由反相器 74LS04 和超聲波發(fā)射換能器 T 構(gòu)成，接收主要由 CX20xx6A完成。 （ 2）顯示 液晶模塊：顯示單元部分采用 LED 液晶模塊，根據(jù)設(shè)計的要求，用于顯示測量距離 ﹑ 補償溫度以及危險 ﹑ 保持安全等警告信號。 （ 3）語音播報芯片 WT588D： WT588D 是一款功能強大的可重復(fù)擦除燒寫超聲波 接收電路 超聲波 發(fā)射電路 震蕩 電路 單片機 AT89S51 復(fù)位 電路 電源 電路 語音播報 電路 4 位 LED 顯示電路 3 的語音單片機芯片，可對液晶顯示的內(nèi)容進行語音播報。 （ 4）單片機 AT89S51：有 4k字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線 ，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口和片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時， AT89S51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中
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