【正文】
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[19]常靜,賀煥林 .減少超聲波測(cè)距儀盲區(qū)的研究 [M].棉花加工技術(shù) ,2020. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告 2.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑): 主要研究?jī)?nèi)容: 超聲波發(fā)射與回波接收 電路 單片機(jī)控制電路 LED數(shù)碼管顯示電路和報(bào)警電路 關(guān)鍵問(wèn)題: 根據(jù) 超聲波測(cè)距原理 設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距電路 結(jié)合設(shè)計(jì)目的進(jìn)行 聲音 報(bào)警電路 和顯示電路 的設(shè)計(jì) 軟件 模塊化編程 的實(shí)現(xiàn) 在單片機(jī)上編寫(xiě)程序 軟硬 件 結(jié)合,進(jìn)行調(diào)試 解題思路: 超聲波發(fā)射與回波接收電路的主要作用是提高驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的脈沖電壓幅值,有效地進(jìn)行電/聲轉(zhuǎn)換,增大超聲波的發(fā)射距離,并 通過(guò)收發(fā)一體的超聲波傳感器將返回的超聲波轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)。采用 C 語(yǔ)言編程。超聲波接收回路中的超聲波信號(hào)一共有兩種波信號(hào):第一種波信號(hào)為余波信號(hào)就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號(hào)之后,超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號(hào),實(shí)際就是超聲波的發(fā)射信號(hào);另一種波信號(hào)就是有效信號(hào),即經(jīng)過(guò)障礙物表面反射回來(lái)的超聲波回波信號(hào),也是所需要測(cè)量的距離數(shù)值。 程序中對(duì)測(cè)距距離的計(jì)算方法是 按公式 L=*N (cm)進(jìn)行計(jì)算的,其中, N為計(jì)數(shù)器的值,聲速的值取為 340 m/s。進(jìn)入中斷處理后,定時(shí)器 T0和外部中斷 0就立即被關(guān)閉,同時(shí)讀取時(shí)間值,并給回波接收標(biāo)志位清零即成功接收到回波信號(hào)。脈沖串個(gè)數(shù)在 10~ 20 個(gè)比較合適。該脈沖序列提供給各自的計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)器的產(chǎn)出的比率,是用來(lái)確定被測(cè)量的距離。不過(guò),使 用這種裝置并不利于本身的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展。因此,本發(fā)明提供儀器利用超聲波來(lái)精確測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離對(duì)象。參考和測(cè)量單位是相同的,每個(gè)包括一個(gè)超聲波發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)。在每一個(gè)單位,脈沖提供一個(gè)反饋。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 下 所示,它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。這個(gè)界限恰恰選于噪音水平之上,然而脈沖到達(dá)時(shí)間被定義為脈沖信號(hào)剛好超過(guò)界限的第一時(shí)刻。強(qiáng)度較強(qiáng)的脈沖會(huì)比強(qiáng)度較弱的脈沖超過(guò)界限的時(shí)間早點(diǎn),因此我們會(huì)認(rèn)為強(qiáng)度較強(qiáng)的脈沖屬于較近的物體。其中只畫(huà)出前方測(cè)距電路的接線圖,左側(cè)和 右側(cè)測(cè)距電路與前方測(cè)距電路相同,故省略之。 超聲波的接收與處理 接收頭采用與發(fā)射頭配對(duì)的 UCM40R,將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘?hào),經(jīng)運(yùn)算放大器 IC1A 和 IC1B 兩極放大后加至 IC2。部分源程序如下: receive1: push psw push acc clr ex1 ; 關(guān)外部中斷 1 jnb , right ; 引腳為 0,轉(zhuǎn)至右測(cè)距電路中斷服務(wù)程序 jnb , left ; 引腳為 0,轉(zhuǎn)至左測(cè)距電路中斷服務(wù)程序 return: SETB EX1; 開(kāi)外部中斷 1 pop acc pop psw reti right: ... ; 右測(cè)距電路中斷服務(wù)程序入口 ajmp return left: ... ; 左測(cè)距電路中斷服務(wù)程序入口 ajmp return 計(jì)算超聲波傳播時(shí)間 在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0,利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。 第二步:根據(jù)公式改變回波放大器的獲得量直到回?fù)鼙粰z測(cè)到。根據(jù)第二部的數(shù)據(jù)設(shè)定時(shí)間窗。 第六步:通過(guò)公式計(jì)算距離 y。 系統(tǒng)初始化后就啟動(dòng)定時(shí)器 T1 從 0開(kāi)始計(jì)數(shù),此時(shí)主程序進(jìn)入等待,當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí) T1 溢出進(jìn)入 T1 中斷服務(wù)子程序;在 T1 中斷服務(wù)子程序中將啟動(dòng)一次新的超聲波發(fā)射,此時(shí)將在 引腳上開(kāi)始產(chǎn)生 40KHz 的方波,同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器 T0計(jì)時(shí),為了避免直射波的繞射,需要延遲 1ms 后再開(kāi) INT0 中斷允許; INT0 中斷允許打開(kāi)后,若此時(shí)出現(xiàn)低電平則代表收到回波信號(hào),將提出中斷請(qǐng)求進(jìn)入 INT0 中斷服務(wù)子程序,在 INT0 中斷服務(wù)子程序中將停止定時(shí)器 T0計(jì)時(shí),讀取定時(shí)器 T0 時(shí)間值到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū),同時(shí)設(shè)置接收成功標(biāo)志;主程序一旦 檢測(cè)到接收成功標(biāo)志,將調(diào)用測(cè)溫子程序,采集超聲波測(cè)距時(shí)的環(huán)境溫度,并換算出準(zhǔn)確的聲速,存儲(chǔ)到 RAM 存儲(chǔ)單元中;單片機(jī)再調(diào)用距離計(jì)算子程序進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算出傳感器到目標(biāo)物體之間的距離;此后主程序調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示;當(dāng)一次發(fā)射、接收、顯示的過(guò)程完成后,系統(tǒng)將延遲 100ms 重新讓 T1置初值,再次啟動(dòng) T1 以溢出,進(jìn)入下一次測(cè)距。因此,它不僅可用于移動(dòng)機(jī)器人,還可用在其它檢測(cè)系統(tǒng)中。s arrival is based on thresholding the received signal with a fixed reference. The threshold is chosen well above the noise level, whereas the moment of arrival of an echo is defined as the first moment the echo signal surpasses that threshold. The intensity of an echo reflecting from an object strongly depends on the object39。 output 40kHz square wave nop。 ret Ranging in front of singlechip termination circuit input port, single chip implementation of the above procedure, the port in a 40kHz pulse output signal, after amplification transistor T, the drive to launch the first ultrasonic UCM40T, issued 40kHz ultrasonic pulse, and the continued launch of 200ms. Ranging the right and the left side of the circuit, respectively, then input port and , the working principle and circuit in front of the same location. 2, reception and processing of ultrasonic Used to receive the first launch of the first pair UCM40R, the ultrasonic pulse modulation signal into an alternating voltage, the opamp amplification IC1A and after polarization IC1B to IC2. IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567, internal voltagecontrolled oscillator center frequency of f0 = 1/, capacitor C4 determine their target bandwidth. R8conditioning in the launch of the carrier frequency on the LM567 input signal is greater than 25mV, the output from the high jump 8 feet into a lowlevel, as interrupt request signals to the singlechip processing. Ranging in front of singlechip termination circuit output port INT0 interrupt the highest priority, right or left location of the output circuit with output gate IC3A access INT1 port singlechip, while singlechip and P1. 4 received input IC3A, interrupted by the process to identify the source of inquiry to deal with, interrupt priority level for the first left right after. Part of the source code is as follows: receive1: push psw push acc clr ex1。 open external interrupt 1 pop acc pop psw reti right: ...?。 read the time value