【正文】 息碼不同。 LED 數(shù)碼管顯示與單片機(jī)接口通常涉及以下幾個(gè)問(wèn)題 : 數(shù)碼管顯示用共陰極管還是共陽(yáng)極管 問(wèn)題 1 采用共陰極數(shù)碼管還是共陽(yáng)極數(shù)碼管沒有太明顯的優(yōu)缺點(diǎn)。 單片機(jī)顯示電路設(shè)計(jì) 顯示器是一個(gè)典型的輸出設(shè)備，而且其應(yīng)用是極為廣泛的，幾乎所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而己。圖中 運(yùn)放的同相輸入端接有電阻 pR ，參數(shù)選擇時(shí)應(yīng)使兩輸入端外接直流通路等效電阻平衡，即 32 //RRRP ? ，靜態(tài)時(shí)使輸入級(jí)偏置電流平衡并讓輸入級(jí)的偏置電流在運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端的外接電阻上產(chǎn)生相等的壓降，以便消除放大器的偏置電流及漂移對(duì)輸出端的影響，故 PR 又稱為平衡電阻。 由電路的基本知識(shí)，可列出 : I2RUUii ??? （ 32) I3RUUf ?? ?? (33) 根據(jù)放大器理想化的兩個(gè)重要概念 : U通常接近于零，即 U=U? U? ? O，若把它理想化，則有 U=0，但不是短路，故常稱為虛短。 前置放大電路單元的作用是對(duì)有用的信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制其它的噪聲和干擾，從而達(dá)到最大信噪比，以利于后續(xù)電路的設(shè)計(jì)。另外考慮實(shí)際發(fā)射傳感器的最大輸入電壓為 20Vpp，以及單片機(jī)正常工作輸出最大電壓 5V，傳感器發(fā)射信號(hào)的功率直接決定發(fā)射探頭發(fā)出超聲信號(hào)的遠(yuǎn)近，所以考慮電壓的同時(shí)應(yīng)該考慮如何提高其功率，才能使得發(fā)射電路更合理。間斷地激發(fā)換能器晶片振動(dòng)。 由于超聲波是換能器壓電晶片振動(dòng)時(shí)推動(dòng)附近的空氣發(fā)出的疏密波，其“波形”應(yīng)與晶片振動(dòng)規(guī)律相同。圖中輸出端上拉電阻 R31， R32，一方面可以提高反向器 74HC04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。 發(fā)射電路設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射部分是為了讓超聲波發(fā)射換能器 TCT40－ 16T 能向外界發(fā)出 40 kHz左右的方波脈沖信號(hào)。 由于 從接收傳感器探頭 UCM40T 傳來(lái)的超聲 波 回波很微弱（幾十個(gè) mV 級(jí)），又存在著較強(qiáng)的噪聲，所以放大信號(hào)和抑制噪聲是放大電路必須考慮。 隨著超聲波測(cè)量技術(shù) 的 不斷提高，用超聲波測(cè)量 任何目標(biāo)物體 ，都存在著超聲波的發(fā)射和接收問(wèn)題。長(zhǎng)距離 (2m外 )發(fā)射 800181。s(8 個(gè) 40KHz 方波脈沖 )， 800181。但是根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，過(guò)寬的脈沖寬度會(huì)增加測(cè)量盲區(qū)，對(duì)接收回波及比較電路都造成一定困難?？諝?中聲速與溫度的關(guān)系可表示為： )/( smTTc ???? (23) 聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離： L=1/2(+)t。 7 圖 26 測(cè)距原理 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 c 與空氣溫度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，溫度每升高 1 攝氏度，聲速增加 米／秒。本文中選用的探頭是 4OKHz 的收發(fā)分體式超聲傳感器，由一支發(fā)射傳感器 UCMT40KI 和一支接收傳感器 UCMR4OKI 組成，其特性參數(shù)如表 25 所示。其中收發(fā)一體式就是發(fā)送器和接受器為一體的傳感器，即可發(fā)送超聲波，又可接受超聲波 。接收超聲波時(shí)，超聲波的振動(dòng)集中于振子的中心，所以能產(chǎn)生高效率的高頻電壓。在雙晶振子的兩面涂敷薄膜電極，其上面用引線通過(guò)金屬板 (振動(dòng)板 )接到一個(gè)電極端，下面用引線直接接到另一個(gè)電極端。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。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機(jī)械波作用，這將會(huì)使其產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形是與超聲機(jī)械波一致的，機(jī)械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機(jī)械波相同的電信號(hào)。超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。因此，用這種材料可以制成超聲傳感器。屬于晶體的如石英，妮酸鋰等，屬于壓電陶瓷的有鋯鈦酸鉛，欽酸鋇等。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測(cè)和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動(dòng)力型傳感器稱為“哨”或“笛”。電聲型主要有 : 。 v=331． 4+0． 607T (22) 式中， T 為實(shí)際溫度單位為℃， v 為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度單位為 m／ s。其原理是超聲波傳感器發(fā)射一定頻率的超聲波，借助空氣媒質(zhì)傳播，到達(dá)測(cè)量目標(biāo)或障礙物后反射回來(lái)，經(jīng)反射后由超聲波接收器接收脈沖，其所經(jīng)歷的時(shí)間即往返時(shí)間，往返時(shí)間與超聲波傳播的路程的遠(yuǎn)近有關(guān) 。在超聲波電路中，發(fā)射端輸出一系列脈沖方波，脈沖寬度越大，輸出的個(gè)數(shù)越多，能量越大，所能測(cè)的距離也越遠(yuǎn)。本次設(shè)計(jì)超聲波傳感器采用電氣方式中的壓電式 超聲波傳感器分機(jī)械方式和電氣方式兩類，它實(shí)際上是一種換能器，在發(fā)射端它把超聲波換能器，它是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。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。超聲波引起質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，雖然位移和速度不大，但是與超聲波振動(dòng)的頻率的平方成正比的質(zhì)點(diǎn)的加速度卻很大，有時(shí)足以達(dá)到破壞介質(zhì)的程度。 (2)超聲波的衰減 超聲 波在一種介質(zhì)中傳播，其聲壓和聲強(qiáng)按指數(shù)函數(shù)規(guī)律衰減。橫波只能在固體中傳播，縱波能在固體液體中和氣體中傳播，表面波隨深度的增加其衰減很快。超聲波技術(shù)是通過(guò)超聲波的產(chǎn)生、傳播以及接收的物理過(guò)程完成的。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求，因此為了使移動(dòng)機(jī)器人能夠自動(dòng)躲避障礙物行走，就必須裝備測(cè)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）。 由于超聲測(cè)距是一種非接觸檢測(cè)技術(shù)，不受光線、被測(cè)對(duì)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(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入 介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。 源 程序 ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 實(shí)際的環(huán)境對(duì)超聲波有很大的影響，如外部電磁干擾電源干擾信道干擾等等，空氣的溫度對(duì)超聲波的速度影響也很大。軟件程序主要由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。我采用 以 AT89C51單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路。正是因?yàn)榫哂羞@些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測(cè)量中。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué) 位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 報(bào)告書 題目 ： 基于 51 單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下， 學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面 格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。硬件電路主要包括單片機(jī)電路、發(fā)射電路、接收電路、顯示電路和電源電路，另外還有復(fù)位電路和 LED控制電路等。溫度測(cè)量后 送到單片機(jī) ,通過(guò)程序?qū)λ俣冗M(jìn)行校正 , 結(jié)合兩者實(shí)現(xiàn) 超聲波測(cè)距 的功能。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。 關(guān)鍵詞 AT89C51 超聲波 測(cè)距 1 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ............................................................................................................................... 1 課題背景及重 要意義 ......................................................................................................... 1 第 2 章 超聲波測(cè)距原理與方法 ................................................................................................. 2 超聲波簡(jiǎn)介 ......................................................................................................................... 2 超聲波的三種形式 ...................................................................................................... 2 超聲波的物理性質(zhì) ...................................................................................................... 2 超聲波對(duì)聲場(chǎng)產(chǎn)生的作用 .......................................................................................... 2 超聲波傳感器介紹 ............................................................................................................. 3 超聲波測(cè)距原理及結(jié)構(gòu) .............................................................................................. 3 超聲波傳感器選擇 ....................................................................................................... 6 超聲波測(cè)距的原理 ....................................................................................................... 6 發(fā)射脈沖寬度 ..................................................................................................