【正文】 編輯語音芯片。它的語音功能和萬年歷功能可以同時工作，主頻采用RC振蕩。但是考慮到本設計需要顯示測量距離，補償溫度以及危險，保持 ，安全等警告信號。CRT就是常見的顯像管式的顯示器。實驗證明用CX20106A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。主要取決于制造晶片本身。工作溫度。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳感器是一種采用壓電效應的傳感器，常用材料是壓電式陶瓷。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。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,單片機讀取溫度值補償聲速,利用測距公式可計算出被測距離，同時由無線通信模塊將測量數(shù)據(jù)傳到下位機進行顯示和語音播報。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離遠，因而超聲波可以用于距離的測量。超聲波測距的原理一般采用渡越時間法TOF（time of flight）。3) 實時顯示測量的距離，顯示格式為：。表2—1 超聲波波速與溫度的關系表溫度（℃）3020100102030100聲速（m/s）313319325323338344349386單片機發(fā)出40khz的信號，經(jīng)放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接受器將接受到得超聲波信號經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進行檢波處理后，啟動單片機中斷程序，測得時間為t，再由軟件進行辨別、計算，得出距離數(shù)并送LCD顯示并送語音播報模塊播報。第二章 系統(tǒng)方案論證發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度v在空氣中傳播，在到達被測物體是被反射返回，由接受器接受，其往返時間為t，有s=vt/2即可算出被測物體的距離。本設計主要是基于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CX20106A、液晶顯示等器件組成，包括單片機系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、單片機復位電路、LCD顯示電路語音播報電路。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。因此本設計也是利用超聲波來測量距離。與其它方法相比，如電磁的或光學的方法，它不受光芒、被測對象顏色等影響。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波常常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。事實上，作為多年的市場領先者，萊卡測量系統(tǒng)深得信賴。它包括四類產(chǎn)品：萊卡迪士通lite、迪士通classic迪士通pro4和迪士通pro4a。它保留了basic型諸如可靠、易于使用、精度高等使之成為行業(yè)首選產(chǎn)品的知名性能，又取得了要害性的進步：體積更小、重量更輕、測距更快和價格更優(yōu)。帶內(nèi)存的pro不光能直接用于測量，也能進行聯(lián)機操作。作為第二代的迪士通，它不僅代表了新的技術飛躍，在設計上也躍上新的臺階：多功能底座、電池供電、快速測距等無不體現(xiàn)了萊卡對創(chuàng)新的執(zhí)著。王潤田提出，為了在一個較長的范圍內(nèi)達到測距的精度，在測距時同時發(fā)射兩個頻率的超聲波，頻率較大的測較近的距離，頻率較小的測較長的距離，這樣在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)較高的測距精度。在本文中，他并未提及超聲波測距所需的一些具體電路，只是給出了測距一般所需的電路名稱，沒有提及各種電路間的匹配。這就是我設計超聲波測距儀的意義。城市污水給人們帶來了困擾，因此，箱涵的排污疏通對打城市給排水系統(tǒng)污水處理，人們生活舒適顯得非常重要。在新的世紀里，面貌一新的測距儀將發(fā)揮更大的作用。但就目前的急速水平來說，人們可以具體利用的測距技術還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術及產(chǎn)業(yè)領域。本設計的優(yōu)點在于超聲波明顯特征是方向性好，穿透性強。各探頭的信號經(jīng)單片機綜合分析處理，實現(xiàn)超聲波測距儀的各種功能。摘要本設計采用以AT89S58單片機為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路和軟件設計方法。在此基礎上設計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊。尤其是在光不透明的固體中，它碰到雜質(zhì)或分界面就有顯著地反射。展望未來，超聲波測距儀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，滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本：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；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖拽線列陣聲納，實現(xiàn)超遠程的被動探測和識別；研制更適合與前還工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標識別問題；搭理降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。隨著科學技術的發(fā)展，人們生活水平的提高，城市發(fā)展建設加快，城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展，其狀況不斷改善。而設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計研制的核心部分。我國，關于超聲的大規(guī)模研究始于1956年。1998年，曼內(nèi)斯德馬泰克(秦皇島)有限公司推出了一種數(shù)字式超聲波位移測量儀，李忠杰在《數(shù)字式超聲波位移測量儀的研究》一文中介紹了這種數(shù)字式超聲波位移測量儀的結構，工作原理和功能，其數(shù)據(jù)處理借助于單板機，給出了程序框圖，對儀表的各部分硬件電路做了較詳細的說明，并列出了部分儀表的實測數(shù)據(jù)，并分析了誤差產(chǎn)生的原因。而國外關于超聲波測距研究的主力是萊卡公司。 1998萊卡迪士通推出memo和pro型，增加了數(shù)據(jù)存儲功能和應用程序。 1999萊卡迪士通第三代classic產(chǎn)品誕生。耐用、防水的classic3堪稱30m到100m乃至更遠距離測量應用的理想工具。 2002測量從未如此簡單！萊卡測量系統(tǒng)推向市場的第五代迪士通產(chǎn)品中，新增了兩款獨特的型號，萊卡迪士通lite5和classci5。 研究現(xiàn)狀隨著電子技術的發(fā)展出現(xiàn)了微波雷達測距、激光測距及超聲波測距。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應用。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應能力。超聲波是指頻率高于20KHz的機械波。超聲波傳感器是利用壓電效應的原理將電能和超聲波相互轉化，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時候，則將超聲振動轉換成電信號。主要實現(xiàn)超聲波測距并指示功能。由于超聲波也是一種聲波，其聲速v與溫度有關，下表列出了幾種不同溫度下的聲速。設計一個超聲波測距儀，要求：1) 具有超聲波測距功能，~177。4) 漢字提醒顯示：~，顯示“危險距離”并用紅色LED燈指示；~，顯示“保持距離”，并用黃書LED燈指示；，顯示“安全距離”并用綠色LED燈指示。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。利用超聲波檢測距離，設計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達到要求。系統(tǒng)總體框圖如圖所示。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。由于超聲波在空氣傳播時會有相當?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比；而頻率高分辨率也高，故短距離測量時應選擇高頻率的傳感器，而長距離測量時應用低頻率的傳感器。超聲波傳感器的主要性能指標包括：工作頻率。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。適當更改電容CS的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。優(yōu)點是顏色視覺效果好，視角寬，可靠性高，便宜；缺點是體積大耗電多，有微量的X射線輻射。所以選擇采用128*64液晶模塊?？梢杂嬎隳辍⒃?、日、時、分、秒等信息，并可以將時間信息反饋給主控單片機。WT588D系列語音單片機是廣州唯創(chuàng)科技有限公司聯(lián)合臺灣華邦共同研發(fā)出來的集單片機和語音電路于一體的可編輯語音芯片。配套WTAPP上位機操作軟件可隨意更換WT588D語音單片機芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SPIFlash上即可。AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為177。獨特的一線接口，只需要一條口線通信多點能力，簡化了分布式溫度傳感應用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電。C至+85176。第三章 系統(tǒng)的硬件結構設計硬件電路的設計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、語音播報電路、溫度補償電路、無線傳輸、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接受電路五部分。顯示單元部分采用12864液晶模塊。 與MCS—51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容。 1000吃擦寫周期。 三級加密程序存儲器。 32個可編程I/O口線。 可編程串行UART通道。 4k字節(jié)Flash閃速存儲器；216。 一個5向量兩級中斷結構；216?？臻e方式停止CPU的工作，當允許RAM，定時/計數(shù)器，串行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在外部振蕩電路中，單片機的XTAL1和XTAL2管腳分別接至由12MHZ晶振和兩個30PF電容構成的振蕩電路兩側，為電路提供正常的時鐘脈沖。圖32，單片機最小系統(tǒng)單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差tr，然后求出距離S＝Ct2 (21)式中的C為超聲波波速。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速C與溫度有關。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結構上稍有不同，使用時應分清器件上的標志。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅動能力。實驗證明用CX20106A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。2腳AGC：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。4腳GND：接地端。7腳OUT：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。測溫電路圖35所示。216。216。216。216。216。216。其顯示單元電路如圖67所示。可以顯示84行1616點陣的漢字。 12864液晶基本特性12864液晶基本特性如表32所示。只需通過適當?shù)脑L問地址就可以實現(xiàn)語音播報，使用方便，語音播報電路設計如圖38所示。它可以在工業(yè)等強干擾的惡劣環(huán)境中使用。無線發(fā)射與接收電路見圖39 APC240無線通信模塊主要特點216。 載頻433MHz，可定制315M／868M／915M等其他ISM頻段；216。 功耗和休眠省電模式：功率＜100　mw，接收電流＜35mA，發(fā)射電流＜100mA，休眠時電流＜12uA；216。 5V直流供電（）；工作頻率：433M 調(diào)制方式：FSK發(fā)射功率：＜20dBm（100mW）接收靈敏度：－119dB發(fā)射電流：＜35mA接收電流：＜100mA休眠電流：＜12uA工作信道：32個頻段選擇數(shù)據(jù)接口：232／485／TTL串口數(shù)據(jù)格式：8N1／8E1／8O1串口速率：4800／9600／19200／38400／57600／115200bps空中速率：5K／10K／20K／30K／40K／50K／77K／100K／150K／200K／250Kbps硬件接口：／插座通訊距離：0700米（10dbm，10kbps，可視距離）天線阻抗：50Ω工作溫度：4085℃供電方式：／5V尺寸：（不包括天線）圖39無線發(fā)射與接收電路第四章系統(tǒng)的軟件設計超聲波測距儀的軟件設計主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。距離的計算公式為：d=s/2=(ct)/2 （41）其中，d為被測物與測距儀的距離，s為聲波的來回的路程，c為聲速，t為聲波來回所用的時間。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因）后，才打開外中斷1接收返回的超聲波信號。為了有利于程序結構化和容易計算出距離，主程序采用C語言編寫。進入中斷后就立即關閉計時器T0停止計時，并將測距成功標志字賦值1。根據(jù)測量范圍要求不同，可適當調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C16的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。系統(tǒng)調(diào)試完后應對測量誤差和重復一致性進行多次實驗分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達到實際使用的測量要求。以數(shù)字的形式顯示測量距離。超聲波測距儀硬件電路的設計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。顯示電路采用簡單實用的128*64液晶模塊。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體管的諧振來工作的。超聲波檢測接收電路主要是由集成電路CX20106A組成，它是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。超聲波測距儀的軟件設計主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。如果當計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則定時器T0溢出中斷將外中斷1關閉，并將測距成功標志字賦值2以表示此次測距不成功。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在INT1端產(chǎn)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。電路中除集成電路外，對各