【正文】 ..1 課題設(shè)計的意義 ....................................................................................................1 單片機簡介 ...........................................................................................................1 超聲波簡介 ...........................................................................................................2 超聲波的特性 ................................................................................................2 超聲波的應(yīng)用 ................................................................................................3 2 總體設(shè)計方案 ...................................................................................4 設(shè)計思路 ..............................................................................................................4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思路 .......................................................................................................5 3 硬件電路及模塊單元設(shè)計 ................................................................6 主要元件介紹 .......................................................................................................6 STC89C52 單片機 ........................................................................................6 超聲波傳感器 ..............................................................................................8 電路設(shè)計 ............................................................................................................... 10 超聲波電路 ................................................................................................. 11 超聲波發(fā)射電路 .......................................................................................... 12 超聲波接收電路 .......................................................................................... 12 超聲波時序圖 .............................................................................................. 13 電源設(shè)計 ..................................................................................................... 13 顯示電路 ..................................................................................................... 14 復(fù)位電路 ..................................................................................................... 14 時鐘電路 ..................................................................................................... 15 聲音報警電路 .............................................................................................. 15 單元設(shè)計模塊 ....................................................................................................... 16 主控制模塊 ................................................................................................. 16 超聲波傳感器模塊 ....................................................................................... 16 測距分析 ............................................................................................................ 17 4 軟件設(shè)計 ........................................................................................ 19 主程序設(shè)計 ........................................................................................................... 19 超聲波測距程序設(shè)計 ............................................................................................. 20 5 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................................ 21 故障調(diào)試分析 ....................................................................................................... 21 測試結(jié)果分析 ....................................................................................................... 21 6 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................ 22 參考文獻 .............................................................................................. 24 致謝 ...................................................................................................... 25 附錄 ...................................................................................................... 26 基于單片機的無線測距儀設(shè)計 秦周 南京信息工程大學濱江學院電氣工程與自動化，南京 210044 摘要： 基于單片機的無線測距 儀設(shè)計， 該設(shè)計主要以 STC89C52 系列單片機作為該測距系統(tǒng)的核心控制端，利用超聲波發(fā)射與接收聲波測距的特性，準確無誤地探測出智能小車后方物體的距離，再由核心控制端精密計算，最終 計算出智能小車 后方物體的實際距離，將之與設(shè)定的警報距離值進行比較判斷，當測得距離小于警報距離值時，最小控制系統(tǒng)發(fā)出警報指令，致使蜂鳴器報警，以實現(xiàn)智能小車自動測距并報警功能。 enjoy a very high value in automatic control field. With its ease of use and versatility has been well received by the majority of electronic design enthusiasts. Keywords: microcontroller STC89C52。在發(fā)展空間方面，超聲波傳感器作為一種新式 且其作用更為有效 的測量工具，他將會在在各方面都將有很大的發(fā)展空間 。因而超聲波測距具有了：高可靠性高，使用壽命長等特點。因此本次課程設(shè)計主要采用以單片機為計算核心并搭載超聲波傳感器進行測距的方案，使整個測距系統(tǒng)及時獲取距障礙物的位置信息，達到測距報警的目的，以此來提高交通運輸?shù)陌踩浴?MCS51 和 MCS96 的成功研發(fā)問世，理所應(yīng)當?shù)某蔀?Inter 公司在單片機方面的典型代表系列。經(jīng)過研發(fā)人員的幾十年的探索與實踐，單片機不管是性能上應(yīng)用技術(shù)還是生產(chǎn)工藝上都在日趨完善。頻率為 20～ 20xx0 赫茲的聲波是正常人所能接收到，換句話說，正常人能聽到頻率在 20～ 20xx0 赫茲這之間的所有聲音。 超聲波的特性 （ 1）束射特性 超聲波的波長短，在空氣中波長小于 。即超聲波的聲波射線發(fā)射到某個物體上時，它也會從該物質(zhì)表面發(fā)生反射現(xiàn)象。一般情況下，在固定的氣體的傳播過程中，氣體對頻率相 對穩(wěn)定的聲波的能量吸收能力較高，但是聲波在液體中傳播，聲波的能量相對不容易被液體介質(zhì)吸收掉就，聲波在固體中傳播時被吸收的能量是三種情況下最小的，因此聲 3 波在固體也是傳播最遠的。這個原因一方面跟分子本身的質(zhì)量有一定的關(guān)系，但是更主要的因素還取決于分子振動速度，所以介質(zhì)分子獲得的能量與其分子的振動的頻率成正比。 超聲波的應(yīng)用 超聲波不僅與物理聯(lián)系緊密而且它的應(yīng)用場景也相對靈活。因此，超聲波傳感器就是基于這種原理被設(shè)計和制造出來的。對于這兩種類型的超聲波發(fā)生器，由于超聲波在其中產(chǎn)生的時候伴隨有不同的頻率，不同的功率和不同的聲波特性，所以這些發(fā)生器在用途上也都不一樣。由此可見，此無論是在精確度還是 4 可靠性方面，超聲波測距的優(yōu)勢遠超過其他測距方式，也適用于更大范圍的應(yīng)用場景，如工業(yè)自動控制，建筑工程測量和機器人視覺識別等方面都運用到了超聲波測距的基本原理。 目前在各個需要用到測距的領(lǐng)域， 我們不難發(fā)現(xiàn)其中少不了超聲波傳感器。如何通過將這兩項功能有效地結(jié)合在一起，形成一個完整的測距報警系統(tǒng)，由此我展開了此次課程設(shè)計的思路：采用以單片機為核心的最小系統(tǒng)，通過編譯軟件程序使以單片機為核心的最小系統(tǒng)發(fā)出各項運算指令，有效地將測距報警系統(tǒng)的各個功能模塊銜接起來，并且完成測距、分析、報警等工作。 前面講到了超聲波的發(fā)射與傳播機制，接下來便是討論如何通過超聲波傳感器的發(fā)射與傳播來計算距離。當超聲波傳感器的聲波發(fā)射器接收發(fā)射超聲波的指令之后，它便會立即朝著智能小車的后方實時發(fā)出超聲波信號，并且在發(fā)射出超聲波的那一刻起單片機的時鐘電路開始計時。所以此系統(tǒng)測量精度理論上可以達到毫米級。 系統(tǒng)采用