【正文】 …… 3 系統(tǒng)組成 ……… ..…………… ...…………… ………………… … .… .……………… 3 系統(tǒng)原理框圖 …………… … ...……… ………………… … ...………………… .… ..3 超聲波測距儀的工作原理 …… .… ………………… … ……… .……………… .… 3 單片機 最小系統(tǒng) ………… … .……………… .…… …………… … .…… …………… 4 數碼管顯示電路 ………… ………………… .… ……………… … … ………… .…… 5 數碼管簡介 ………………… .… ………………… ……… ……………… ..…… .… 5 數碼管動態(tài)顯示原理 ………………… .… ………………… … …… ………… .… 5 HCSR04 超聲波測距模塊硬件設計 …… … …………………… … …… .……… ..… 6 HCSR04 簡介 …………… .… ………………… ……… ………………… …… .… .6 超聲波發(fā)射電路 ………………… … …………………… … …… …… … …… … ....6 超聲波接收電路 ………………… … …………… ……… … …… …… … …… … ....7 第三章 軟件設計 ……… … ..……………… ……………… …………………… … …… 7 數碼管軟件設計 .………………………… … .……… ………………… ……… … … 7 HCSR04 超聲波測距模塊軟件設計 ………………… …………… …… ……… .… 9 主程序設計 ……… … ………… .……… ……… …… ………………………… … … 10 第四章 總結 … ..……………………………… .…… ……… ……………… .…… ..… … 11 本文工作總結 … …………………………… ..…… ………………… … .… … .…… .11 存在不足 ……………………… ...…………… .… .… ………………… … ....……… 11 參考文獻 ……………………… ………………… ……… ..… ……………………… …… 12 致謝 ………………………………………… ………… ……………………… ..………… 13 附錄 一 ………………………………………………… ..……………………… ..……… 14 附錄 二 ………………………………………………… ..……………………… ..……… 17 福建電力職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 課題選題意義 在我們的現實生活中，一些傳統(tǒng)的距離 測量方式在某些特殊場合存在著很多的缺陷，可用性不高。 因此，設計好的超聲波測距儀就顯得非常重要了。由于外界光及電磁場等因素的影響，人們開始尋找一種更好的距離測量方式即利用超聲波測距。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 近年來超聲測試技術已明顯表現出下列趨向 : 由定性的判斷缺陷的有無而發(fā)展為對缺陷的位置、大小、形狀、性質進行定量判斷，并且利用各種成像技術直接顯示缺陷的二維、三維圖像 。超聲波經反射物反射回來后，由傳感器接收端接收， 當收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在單片機的外部中斷源輸入口產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算 距離，結果輸出 給數碼管 顯示。 (4)編寫程序，把其程序燒入硬件中，完成 數碼管 的顯示，以及它的流程圖和時序圖。各探頭的信號經單片機綜合分析處理，實現 超聲波測距儀 的各種功能。 超聲波測距儀的工作原理 超聲測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。 單片機 最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)（或最小應用系統(tǒng)），是指用最小的元件組成的 單片機可以工作的系統(tǒng)。 其原理圖如圖 所示。 （ 2） STC89C52 供電電源為 +5V。 本論文數碼管顯示電路采用的是共陽極數碼管，由四位 LED 組成動態(tài)掃描電路。 動態(tài)顯示能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且 功耗 更低。 231T318550231T328550231T338550231T348550R31330R32330R33330R34330SEL1SEL2SEL3SEL4VCC VCC VCC VCCCOM1COM2COM3COM4a1b2c3d4e5COM210COM19h8f6g7COM311COM412ab cdefgh數碼管COM1COM2COM3COM4P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RxD10P31/TxD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40GND20STC89C52 福建電力職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 6 圖 數碼管與單片機的接口電路 HCSR04超聲波測距模塊硬件設計 HCSR04 簡介 HCSR04 超聲波模塊性能穩(wěn)定、測度距離精確、模塊高精度、盲區(qū)小。(3)有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 H CV C CG N DT R I GE D G BP 1 0P 1 1 圖 HCSR04 超聲波模塊 超聲波 發(fā)射電路 超聲波發(fā)射電路的前置電路是由一個 555 無穩(wěn)態(tài)電路組成的多諧振蕩器，它是一種是間接反饋型，振蕩電阻是連在電源 VCC 上的 555 電路，它是用來產生方波信號的。 超聲波接收電路 超聲波接收電路由超聲波傳感器、兩級放大電路和鎖相環(huán)電路組成。 下圖 為超聲波接收電路原理圖。靜態(tài)驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 端口進行驅動，或者使用如 BCD 碼 二 — 十進制譯碼器譯碼進行驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數據，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 圖 HCSR04 超聲波測距模塊時序圖 由時序圖可知當系統(tǒng)提供一個 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內部將發(fā)出 8 個40kHZ 周期電平并檢測回波。 開 始是 否 有 信 號返 回I / O 觸 發(fā) 信 號 = 0起 始 脈 沖測 試 距 離 = ( 高 電平 時 間 * 聲 速 ( 3 40 M / S ) ) / 2結 束否是 福建電力職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 10 圖 HCSR04 超聲波測距模塊流程圖 主程序設計 本