【正文】 super voice the wave, the LED, receive and dispatch electric circuit III 目 錄 摘 要 ...................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 緒論 ..................................................................... 1 問(wèn)題的提出和課題的研究意義 .......................................... 1 測(cè)距儀的現(xiàn)狀及超聲波測(cè)距優(yōu)勢(shì) ......................................... 1 超聲波測(cè)距儀的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ..................................... 2 2 超聲波測(cè)距原理概述 ....................................................... 3 超聲波的發(fā)展史 ...................................................... 3 超聲波的含義及其應(yīng)用 ........................................... 3 超聲波的含義及其應(yīng)用 ........................................... 3 國(guó)際方面 ....................................................... 4 國(guó)內(nèi)方面 ....................................................... 4 超聲波的特點(diǎn) ......................................................... 4 超聲效應(yīng) ............................................................. 4 超聲波測(cè)距的優(yōu)勢(shì)和原理 ............................................... 5 超聲波傳感器 ......................................................... 6 超聲波發(fā)生器及其原理 ........................................... 6 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)構(gòu)成 ....................................... 7 3 超聲波硬件設(shè)計(jì)方案 ....................................................... 8 C8051F410 單片機(jī) ..................................................... 8 系統(tǒng)概述 ....................................................... 8 C8051F 的特點(diǎn) ................................................. 9 C8051F 單片機(jī)增加的功能 ...................................... 9 C8051F 單片機(jī)的引腳圖 ....................................... 10 超聲波測(cè)距系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................. 10 設(shè)計(jì)的思路 .................................................... 10 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn) .............................................. 12 硬件設(shè)計(jì)的原理圖 .................................................... 12 MCU 及其超聲波驅(qū)動(dòng)電路 ........................................ 12 蜂鳴器電路 .................................................... 13 40KHZ 超聲波接收處理電路 ...................................... 13 顯示電路 ...................................................... 14 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 16 主程序編制及流程圖 ................................................. 16 中斷服務(wù)程序的流程 圖 ............................................... 16 信號(hào)處理程序 ....................................................... 17 程序中有關(guān)存儲(chǔ)器、 寄存器及標(biāo)志位的內(nèi)容及用途 ....................... 17 5 調(diào)試及性能分析 .......................................................... 18 焊接注意事項(xiàng) ....................................................... 18 硬件調(diào)試 ........................................................... 18 軟件調(diào)試 ........................................................... 19 性能分析 ........................................................... 20 參考文獻(xiàn) ................................................................... 22 IV 結(jié)束語(yǔ) ..................................................................... 23 致謝 ....................................................................... 24 附錄 I 硬件原理圖 .......................................................... 25 附錄 II 元器件清單 .......................................................... 26 附錄 III 程序清單 .......................................................... 28 1 1 緒論 問(wèn)題的提出和課題的研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測(cè)距儀中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。該系統(tǒng)分為測(cè)距模塊、系統(tǒng)控制模塊和顯示報(bào)警模塊，并分別對(duì)其進(jìn)行方案分析，構(gòu)建了單片機(jī) 超聲波 測(cè)距儀構(gòu)架和設(shè) 計(jì)方案 ,在硬件電路中，詳細(xì)闡述了運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距的原理 ，分析了以單片機(jī)為主控單元的系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)和誤差分析，給出了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標(biāo)。 I 摘 要 本文利用超聲波傳輸中距離與時(shí)間的關(guān)系采用 C8051F410 單片機(jī)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)出了能精確測(cè)量 點(diǎn)間距離的超聲波測(cè)距儀，利用所設(shè)計(jì)出的 超聲波測(cè)距儀可應(yīng)用于汽車(chē)倒車(chē)、建筑工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控以及液位、井深、管道長(zhǎng)度的測(cè)量等現(xiàn)場(chǎng)。 關(guān)鍵詞 ： C8051F 單片機(jī)，超聲波， LED,收發(fā)電路 II Abstract This text make use of the super voice wave deliver intermediate range and time of relation adoption the C8051 F410 list slice the machine carry on control and data processing design ability precision measure super voice that order distance wave range finder, make use of design of super voice wave range finder can application reverse the car at the car, building land and some industry the spot of position supervision and liquid, well deep, piping length of measure etc. the range finder ability more precision measure is measured an of thing and range finder of distance. At analysis domestic and international list slice machine super voice wave the range finder be related technique of foundation up, bine latest research result, to super voice wave measure to be apart from system of developped to carry on thorough study and 39。但就目前技術(shù)水平來(lái)講，人們可以利用的測(cè)距技術(shù)還十分的有限。隨著測(cè)距儀的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。 本文的研究，就是以超聲波為測(cè)量工具，通過(guò) C8051F410 單片機(jī)的控制，經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)換、放大電路組成超聲波測(cè)距儀以實(shí)現(xiàn)對(duì)處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境中的被測(cè)物的測(cè)量 。本設(shè)計(jì) 對(duì)于被測(cè)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(yīng)能力。 超聲波距離測(cè)量?jī)x能測(cè)量并顯示液位的高度 ,同時(shí)用間歇嘟嘟聲報(bào)警 ,間歇時(shí)間隨障礙物距離縮短而縮短。 超聲波測(cè)距儀的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 隨著工業(yè)水平 飛速發(fā)展 以及人民對(duì)物質(zhì)需求 水平的不斷提高超聲波測(cè)距儀作為一種新型的距離測(cè)量方式 已經(jīng)被越來(lái)越多的行業(yè)所應(yīng)用。 超聲波液位測(cè)量技術(shù)在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，闡述了該技術(shù)涉及的傳感器結(jié)構(gòu)、安裝方式、遠(yuǎn)程控制及信號(hào)處理軟件等方面的進(jìn)展，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用， 預(yù)計(jì)該技術(shù)將向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是的灌區(qū)液位定位系統(tǒng)發(fā)展 。 超聲波的含義及其應(yīng)用 超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主要有如下幾方面： (1)超聲檢驗(yàn)。 聲全息術(shù) 是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)。利用超聲的機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)部門(mén)獲得了廣泛應(yīng)用。對(duì)頻率在 1012 赫 茲 以上的超聲波 ，波長(zhǎng)可與固體中的原子間距相比擬，此時(shí)必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。 4 國(guó)際方面 自 19世紀(jì)末到 20 世紀(jì)初，在物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與反壓電效應(yīng)之后，人們解決了利用電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，從此迅速揭開(kāi)了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章。 1956 年第二屆國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進(jìn)入了實(shí)用成熟階段。 40 多年來(lái)，全國(guó)各大醫(yī)院已積累了相當(dāng)數(shù)量的資料和比較豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。而在 21世紀(jì) (HIFU)超聲聚焦外科已被譽(yù)為是 21 世紀(jì)治療腫瘤的最新技術(shù)。 超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介（如 B 超等用作診斷）。當(dāng)超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時(shí) ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機(jī)械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。 一個(gè)原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來(lái)溶于液體的氣體過(guò)飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。破滅時(shí)周?chē)后w突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)