【正文】 ..........................15附 錄 ..................................................................................................................17附錄一 ................................................................................................................17附錄二 ................................................................................................................18附錄三 ................................................................................................................19一、緒 論.1 課題設(shè)計目的及意義 設(shè)計的目的隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應用越來越廣。隨著測距儀的技術(shù)進步，測距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學習功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。因此，經(jīng)常出現(xiàn)開挖已經(jīng)建設(shè)好的建筑設(shè)施來改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象。因此，設(shè)計好的超聲波測距儀就顯得非常重要了。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。2).根據(jù)超聲波測距原理，設(shè)計超聲波測距器的硬件結(jié)構(gòu)電路。4).以數(shù)字的形式顯示測量距離。電氣方式包括壓電型、電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 系統(tǒng)方案論證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。超聲波傳感器是一種采用壓電效應的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。采用12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。特別是該系列單片機片內(nèi)的 Flash 可編程、可擦除只讀存儲器(E~PROM)，使其在實際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。掉電方式：保存 RAM 的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復位。限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在 4 個因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。 .1 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路原理圖如圖 22 所示。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。 超聲波檢測接收電路集成電路 CX20226A 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。圖 22 超聲波發(fā)射電路原理圖 圖23 超聲波檢測接收電路 超聲波測距系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)的特點是利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時，單片機選用 AT89C51，經(jīng)濟易用，且片內(nèi)有 4K 的ROM，便于編程。我們知道 C 語言程序有利于實現(xiàn)較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序既有較復雜的計算（計算距離時） ，又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距時） ，所以控制程序可采用 C 語言和匯編語言混合編程。 在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內(nèi)部的定時器 T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。 定時中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時間值的讀取、距離計算、結(jié)果的輸出等工作。由于采用的是 12 MHz 的晶 振，計數(shù)器每計一個數(shù)就是 1μs，當主程序檢測到接收成功的標志位后，將計數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（2）計算，即可得被測物體與測距儀之間的距離，設(shè)計時取 20℃時的聲速為 344 m/s 則有： d=(ct)/2=172T0/10000cm 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個左右超聲波脈沖信號（頻率約 40kHz 的方波） ，脈沖寬度為 12μs 左右，同時把計數(shù)器 T0打開進行計時。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 0 關(guān)閉，并將測距成功標志字賦值 2 以表示此次測距不成功。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 C0 的大小，以獲得合適的接收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。本次課程設(shè)計也讓我們對原來學的東西進行了一定復習和運用，matlab 好久都沒用了，通過這次設(shè)計我們又一次熟練了對 matlab 的運用，也有數(shù)電模電單片機等等很多知識的回顧復習，溫故而知新。process measurement. LongmanScientificamp。BIT CL。 //顯示函數(shù)VOID TIMETOBUFFER()。VOID K3CL()。 //開中斷 TMOD=0X11。 TL0=0X00。 CSBINT=1。 JPJS=0。 K4CL()。 IF(SSJ3) { BUFFER[2]=0X76。 BUFFER[1]=0X40。 //將值轉(zhuǎn)換成 LED 段碼 OFFMSD()。 }}VOID SCANLED() //顯示功能模塊{DIGIT=0X04。OPTO。 //P1 口置高電平（關(guān)閉） IF((P3amp。 XM1=(S100*XM0)/10。 BUFFER[0]=CONVERT[XM0]。 CSBDS++。 TH0=0X00。 } TR0=1。 IF(I=2450) //上限值 CSBINT=0。 T=TH0。 CL=0。 XX++。 SWITCH(JPJS) { CASE 1: K1CL()。 CASE 3: K3CL()。 } } }}VOID K1CL(){SJ1=SJ1+5。IF(SJ2500)SJ2=40。S=SJ3。}VOID OFFMSD() {IF (BUFFER[0] == 0X3F)