【正文】 J、1個時鐘/機器周期，可用低頻晶振，大幅降低E MI、超低功耗:A、掉電模式：典型功耗B、空閑模式：典型功耗1mAC、正常工作模式：典型功耗4mA～7mAD、掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備等。經(jīng)過R6分壓后到達A966基極通過集電極輸出后經(jīng)過中周變壓器組成諧振回路，最終將頻率為40KHZ的信號作用于發(fā)射探頭上，使其產(chǎn)生共振后，發(fā)射出超聲波。CX20106A也有不少用于超聲波測試。也有一些遙控系統(tǒng)采用36KHz、40KHz、56KHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。1）使用CX20106A存在的優(yōu)缺點如下： 優(yōu)點：簡單易用，電路簡單，減少了生產(chǎn)調(diào)試的麻煩。1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40KΩ。3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。適當(dāng)改變C4的大小，可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。當(dāng) CX20106A 接收到40KHz的信號時，會在第7腳產(chǎn)生一個低電平下降脈沖，這個信號可以接到單片機的外部中斷引腳作為中斷信號輸入。而一些小容量電容則剛剛相反，由于容量小，因此體積可以做得很?。s短了引線，就減小了ESL，因為一段導(dǎo)線也可以看成是一個電感的），而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu)，這樣小容量電容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能，但由于容量小的緣故，對低頻信號的阻抗大。 就是根據(jù)這個特性在電路圖設(shè)計時將C7和C0并在一起后接到地上。3個控制端T0、考慮到單片機的驅(qū)動能力有限，采用3個PNP型三極管9012來提高端口的驅(qū)動能力。而在共陰極接法中，剛好與共陽極接法相反。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢：），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 具體設(shè)計步驟本次設(shè)計使用的是Protel99SE畫圖軟件電路工程設(shè)計部分它包括以下幾系統(tǒng)。1)新建原理圖文件。在電路設(shè)計的整個過程中，圖紙的大小都可以不斷的調(diào)整，設(shè)置合適的圖紙大小是完成原理圖設(shè)計的第一步。根據(jù)實際電路的需要，利用SCH提供的各種工具、指令進行布線，將工作平面上的器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號連接起來，構(gòu)成一幅完整的電路原理圖。6)原理圖的電氣檢查。之后是PCB電路設(shè)計，一般的PCB電路板有單面板和雙面板、四層板、多層板。通常的PCB板，包括頂層、底層和中間層，層與層之間是絕緣層，用于隔離布線層。電路板制作的最后階段，一般要在防焊層之上印上一些文字符號，比如元件名稱、元件符號、元件管腳和版權(quán)等，方便以后的電路焊接和查錯等。4系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計的總體方案超聲波測距系統(tǒng)的軟件部分是針對系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能，以軟件模塊化設(shè)計的思路來進行設(shè)計的。(3)回波信號到達，立即關(guān)閉計數(shù)器，捕獲INT1的值。由于采用的是12MHZ的晶振，計數(shù)器每記一個數(shù)就是1μs,當(dāng)主程序檢測到接受成功的標(biāo)志位后，將計數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波往返所用的時間）按式()計算，即可得被測物體與測距離之間的距離，設(shè)計時取20℃時的聲速344m/s,則有 D=(vt)/2=172T0/10000cm ()其中：T0為計數(shù)器T0的計數(shù)值。比較寄存器的值相應(yīng)加1，或1關(guān)閉中斷允許位EA定時器0中斷入口 是否為0關(guān)中斷EA， 保護現(xiàn)場進行壓棧處理顯示子程序顯示設(shè)定值選通端置位0停止發(fā)送方波延時65181。定時器T1工作方式2，用于串口通訊，接受數(shù)據(jù)。5 超聲波測距的誤差分析硬件電路制作應(yīng)避免出現(xiàn)虛焊或焊接短路的情況，完成并調(diào)試好后，便可將程序文件下載到單片機芯片試運行。這里的誤差包含兩種:一種是固定誤差—測量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測量環(huán)境和距離的變化而變化。在氣體中，壓強、溫度、濕度等因素會引密變化，氣體中聲速主要受密度影響。溫度對聲速的影響在空氣中測量距離時，根據(jù)超聲波測距公式L=CT，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的?！獨怏w定壓熱容與定容熱容的比值 R例如當(dāng)溫度0℃時超聲波速度是332m/s,如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆椒右孕Ｕ８鶕?jù)不同的環(huán)境溫度確定聲速，以提高測距的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。結(jié) 論隨著社會的發(fā)展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。針對精度的要求，提出了帶有溫度補償?shù)某暡ń缑鏅z測系統(tǒng)，并在軟件和硬件上實現(xiàn)了該系統(tǒng)。由于個人能力及試驗條件有限，我的設(shè)計還有很多不足之處，系統(tǒng)雖然能實現(xiàn)基本的功能，但投入使用時仍需要對系統(tǒng)作進一步的完善和提高：(1)超聲波的測量距離與環(huán)境直接相關(guān)，由于本設(shè)計中所用設(shè)定溫度為常溫，故應(yīng)用范圍相對較小。致謝歲月荏苒，四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，站在畢業(yè)的門檻上，回首往昔，汗水和淚水成為絲絲的記憶，酸酸的甜甜的一直回蕩。她們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的專家教授。s diameter to the wavelength d/λ as found from the following expression: (2)where Jl is a Bessel function of the first order and α is the angle between a normal to the piston and a line projected from the center of the piston to the point of observation(radiation).From Eq.(2)it is readily found that a t w ot oo n e reduction in the sensitivity of a radiator with respect to sound pressure will occur at the angle （3）For angles α≤.(3)can be simplified to （4） where c is the velocity of sound in the medimaa and f is the frequency of the radiated vibrations.It follows from Eq.(4)that when radiating into air where c=330 m/s e c,the necessary diameter of the radiator for a spedfied angle of the directivity diagram at the level of pressure taken with respect to the axis can befound to be （5） where disincm,f is in kHz,and α is in degrees of angle.Curves are shown in plotted from Eq.(5)for six angles of a radiator39。s directivity diagram is given in this case by the expression （8）whereα is the value of the angle for the directivity diagram,Ymax is the maximum displacement of the cylinder39。s divergence angle requires an increased radiator diameter.In fact,the diameter of thesonicatedspot is controlled by two variables,namely:the diameter of the radiator and the divergence angle of the sound the general case the minimum diameter of thesonicatedspot Dmin on a plane surface normally disposed to the radiator39。11413頁[10] [M].機械工業(yè)出版社,1981：813頁[11] 胡瑞，[J].,(7):158頁[12] 李光飛,李良兒,[M].北京航空航天大學(xué)出版社, 2005:2361頁[13] [M].北京航空航天大學(xué)出版社 , 2006 :134—137頁[14] 田立，[M].人民郵電出版社,2007：242260頁[15] 趙占林，[J].，12(6):144145頁[16] [J].,(7):8789頁附錄A 英文原文ULTASONIC RANGING IN AIRG. E. Rudashevski and A. A. Gorbatov UDC 534,: One of the most important problems in instrumentation technology is the remote,contactless measurement of distances in the order of to 10 m in a problem occurs,for instance,when measuring the relativethre edimensional position of separate machine members or structural possibilities for its solution are opened up by utilizing ultrasonic vibrations as an information physical properties of air,in which the measurements are made,permit vibrations to be employed at frequencies up to 500 kHz for distances up to m between a member and the transducer,or up to 60 kHz when ranging on obstacles located at distances up to 10 m. The problem of measuring distances in air is somewhat different from other problems in the a pplication of the possibility of using acoustic ranging for this purpose has been known for a long time,and at first glance appears very simple,nevertheless at the present time there are only a small number of developments using this method that are suitable for practical main difficulty here is in providing a reliable acoustic threedimensional contact with the test object during severe changes in the air39。在課題設(shè)計過程中還得到了李斌、周錫青老師和許多同學(xué)的幫助，正是在各位老師的大力支持和各位同學(xué)的通力協(xié)助下，我才得以順利完成學(xué)位論文，在此一并表示深深的謝意。本設(shè)計是在我的導(dǎo)師陳剛和胡瑞老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到論文的最終完成，老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。(2)由于受實驗條件的限制，本設(shè)計未能進行現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)的采集，所有實驗僅局限于實驗室，這與實際測量有一定差距。(2)設(shè)計了以S