【正文】 .................. 2 課題研究背景 .................................................................................................... 2 課題研究意義 .................................................................................................... 2 第二章 超聲波測距原理 ....................................................................................... 4 超聲波傳感器介紹 ........................................................................................... 4 超聲波發(fā)生器 ................................................................................................... 5 壓電式超聲波發(fā)生器原理 ................................................................................ 5 .................................................................................... 6 第三章 方案論證及選擇 ........................................................................................ 8 設(shè)計(jì)的任務(wù)要求 ............................................................................................... 8 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)及可行性論證 ........................................................................... 8 微處理器的選擇 ............................................................................................... 9 顯示方式的選擇 ............................................................................................... 9 小車電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇 ............................................................................. 10 遙控器的選擇 ................................................................................................. 10 第四章 硬件電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 11 控制器 .............................................................................................................. 11 超聲波測距模塊 ............................................................................................. 13 超聲波測距顯示模塊 ..................................................................................... 15 超聲波測距報(bào)警模塊 ..................................................................................... 16 小車驅(qū)動(dòng)模塊 ................................................................................................. 16 紅外遙控接收模塊 ......................................................................................... 18 第五章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 20 程序設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................. 20 超聲波 測距程序設(shè)計(jì)方案 .......................................................................... 20 超聲波 測距顯示程序設(shè)計(jì) .......................................................................... 20 超聲波數(shù)據(jù)采集電路軟件流程圖 .............................................................. 21 控制電路程序設(shè)計(jì) ......................................................................................... 22 紅外接收解碼設(shè)計(jì) ..................................................................................... 22 小車驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) ..................................................................................... 22 控制電路程序流程圖 ................................................................................. 23 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 24 致 謝 .......................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 26 附錄 ............................................................................................................................... 27 附錄 A： 硬件原理圖 .............................................................................................. 27 附錄 B： 硬件 PCB 圖 .............................................................................................. 29 附錄 C： 硬件 實(shí)物 圖 .............................................................................................. 31 附錄 D：部分源程序 .............................................................................................. 32 附錄 D1:控制源程序 .............................................................................................. 32 附錄 D2:超聲波數(shù)據(jù)測距源程序 .......................................................................... 37 I 基于超聲波測距的智能小車設(shè)計(jì) 摘要： 本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)作為主控器，結(jié)合超聲波測距原理，設(shè)計(jì)了紅外遙控小車的測距報(bào)警系統(tǒng)。充分利用它的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。 Collect, hair isolation makes receiving devices to avoid strong signal。 Infrared remote control 1 引 言 高速度，高效率是現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志，超聲波檢測技術(shù)是我國重點(diǎn)發(fā)展和推廣的新技術(shù)，其具有高精度，無損，非接觸等優(yōu)點(diǎn)。對超聲波測距精度主要取決于所測的超聲波傳播時(shí)間和超 聲波在介質(zhì)中的傳播速度，二者中以傳播時(shí)間的精度影響較大，所以大部分文獻(xiàn)采用降低傳播時(shí)間的不確定度來提高測距精度。隨后具有檢測，記錄，存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理與分析等多項(xiàng)功能的智能化檢測分析儀相繼研制成功。同時(shí)更重要的是該設(shè)計(jì)方案大大節(jié)省了設(shè)計(jì)成本 , 并且由于是采用軟件編程技術(shù) , 所以其移植性能好 , 在設(shè)計(jì)電路時(shí)可以將其它更多的功能設(shè)計(jì)進(jìn)去。 課題研究背景 近年來，隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用超聲波作出精確測量已成可能。正是因?yàn)榫哂羞@些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測量中。 課題研究意義 由于超聲波測距是一種非接觸檢測技術(shù)，不受光線、被測對象顏色等的影響，較其它儀器更衛(wèi)生，更耐潮濕、粉塵、高溫、腐蝕氣體等惡劣環(huán)境，具有少維護(hù)、不污染、高可靠、長壽命等特點(diǎn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求，所以為了使移動(dòng)機(jī)器人能夠自動(dòng)躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的位置信息（距離和方向）。超聲波測距主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場，例如液位、井深、管道長度等場合。電聲型主要有： 1 壓電傳感器； 2 磁致伸縮傳感器； 3 靜電傳感器。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲波檢測中最常用的實(shí)現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的 重要組成部分。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會(huì)產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動(dòng)。當(dāng)超聲波作用于晶片時(shí)，晶片受迫振動(dòng)引起的形變可轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的電信號，是正壓電效應(yīng)。在壓電陶 5 瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時(shí)，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會(huì)使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。發(fā)射超聲波時(shí)，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致。 超聲波傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心 ，錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越