完成超聲波測距儀設(shè)計(已修改)
2025-07-12 00:03 本頁面
【正文】 超聲波測距儀設(shè)計 摘要：在工程實踐中，超聲波由于指向性強、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而經(jīng)常用于距離的測量。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便，且計算簡單、易于做到實時控制，在測量精度方面也能達到工業(yè)實用的要求。本文介紹了AT89S52單片機的性能和特點，并在分析了超聲波測距原理的基本上，指出了設(shè)計測距儀的思路和所需考慮的問題，給出了實現(xiàn)超聲波測距方案的軟、硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖。關(guān)鍵詞：超聲波 測距 AT89S52Abstract：In engineering practice, because of the strong point of the ultrasonic energy consumption, slow, medium of munication in the distance, so it is often used to measure distance. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient, and the calculation is simple, easy to achieve realtime control, measurement accuracy can meet the practical requirements of industry. This paper introduces AT89S52 MCU performance and features, and analysis of ultrasonic distance measurement principle basically, pointed out that the rangefinder design ideas and issues that need to be considered, given the realization of ultrasonic ranging program of soft, hardware block diagram of system.Key words: ultrasonic ranging AT89S521超聲波測距原理根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，可以采用AT89S52單片機作為主控制器，用LED數(shù)碼管顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機發(fā)出和接收，基于AT89S52單片機的超聲波測距儀系統(tǒng)框圖如圖11所示。超聲波測距原理，即超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出的一個超聲波信號，當超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收。圖11基于AT89S52單片機的超聲波測距儀系統(tǒng)框圖這樣只要計算出發(fā)出信號到接收返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。距離計算公式： d=s/2=(ct)/2d為被測物與測距儀的距離s為聲波的來回路程c為聲速t為聲波來回所用時間超聲波是指頻率高于20kHz的機械波。為了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，習慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭，超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波，而在收回波的時候，則將超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號。超聲波測距的原理一般一般采用渡越時間法TOF（time off light）。首先測出超聲波從發(fā)射到遇到障礙物返回所經(jīng)歷的時間，再乘以超聲波的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離，測量距離的方法有很多種，短距離的可以泳尺，遠距離的有激光測距等，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。單片機使用12MHz晶振，所以此系統(tǒng)的測量精度理論上可以達到毫米級。2硬件部分AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52 P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，（）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號第二功能 T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由
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