【正文】 各方面因素，本文采用 AT89C51 單片機作為控制器，用動態(tài)掃描法實現(xiàn) LED 數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機的定時器。 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。 (3).對設(shè)計的電路進行分析。 圖 11 超聲波測距儀原理框圖 Ⅰ .3 課題設(shè)計的任務(wù)和要求 設(shè)計一超聲波測距儀，任務(wù)： (1).了解超聲波測距原理。由于超聲波也是一種聲波，其聲速 v 與溫度有關(guān)，下表列出了幾種不 同溫度下的聲速。控制系統(tǒng)核心部分就是超聲波測距儀的研制。但是，由于歷史原因合成時間住的許多不可預(yù)見因素，城市給排水系統(tǒng)，特別是排水系統(tǒng)往往落后于城市建設(shè)。無庸置疑，未來的超聲波 測距儀 將與自動化智能化接軌，與其他的 測距儀 集成和融合，形成多 測距 儀 。 9 主程序流程圖 4 單片機的功能特點及測距原理 I Abstracts lives. Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automatic control system Free sewage culvert clear guarantee robot, the robot is designed to clear the culvert sewage to the core. Control System is the core ponent of the development of ultrasonic range finder. Therefore, it is very important to design a good ultrasonic range finder. At the core of the design using AT89C51 lowcost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM prehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module. The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the antidisturbance petence is powerful and the realtime capability is satisfactory and by extension and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision. Key words:AT89S52。 經(jīng)實驗證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計合理、抗干擾能力強、實時性良好，經(jīng)過系統(tǒng)擴展和升級，可以有效地解決 汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控 。 整個 電路 采用模 塊化設(shè)計，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。而設(shè)計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng)，保證機器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通機器人的設(shè)計研制的核心部分。 題 目： 基于單片機 超聲波測距儀的設(shè)計 系 （部）： 電氣系 專 業(yè) 班： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 超聲波測距儀的設(shè)計 The design of a Silent Wave Measure Distance I 摘 要 隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，城市發(fā)展建設(shè)加快，城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展，其狀況不斷改善。城市污水給人們帶來了困擾，因此箱涵的排污疏通對大城市給排水系統(tǒng)污水處理，人們生活舒適顯得非常重要。 本設(shè)計采用 以 AT89C51單片機為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路和軟件設(shè)計方法。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。s standard of living, speeding up the development and construction of the city. urban drainage system have greatly developed their situation is constantly improving. However, due to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time, the city drainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction. Therefore, there are often good building excavation has been building facilities to upgrade the drainage system phenomenon. It brought to the city sewage, and it is clear to the city sewage and drainage culvert in the sewage treatment system. fort is very important to people39。 1 課題設(shè)計的任務(wù)和要求 3 2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 超聲波測距系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 9 超聲波測距儀的算法設(shè)計 10 超聲波發(fā)生子程序與超聲波接受中斷程序 12 總 結(jié) 13 致 謝 15 參考文獻 18 附 錄 二 超聲波測距電路 版圖 19 附 錄 三 程序清單 展望未來，超聲波 測距儀 作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實現(xiàn)超遠程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。 Ⅰ . 設(shè)計的意義 隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，城市發(fā)展建設(shè)加快，城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展，其狀況不斷改善。而設(shè)計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng)，保證機器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通機器人的設(shè)計研制的核心部分。 Ⅰ .2 超聲波 測距儀 的設(shè)計思路 Ⅰ . 超聲波測距原理 [1， 2] 2發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度υ在空氣中傳播，在到達被測物體時被反射返回，由接收器接收，其往返時間為 t，由 s=vt/2 即可算出被測物體的距離。 表 11 超聲波波速與溫度的關(guān)系表 溫度（℃） 30 20 10 0 10 20 30 100 聲速（ m／ s） 313 319 325 323 338 344 349 386 Ⅰ . 超聲波測距儀原理框圖如下圖 單片機發(fā)出 40kHZ 的信號，經(jīng)放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進行檢波處理后，啟動單片機中斷程序，測得時 間為 t，再由軟件進行判別、計算，得出距離數(shù)并送 LED 顯示。 (2).對設(shè)計的電路進行分析能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動化的使用要求。目前在近距離測量方面常用的是壓電式超聲波換能器。此次設(shè)計采用反射波方式。 42 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。顯示電路采用簡單實用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用 74LS244 驅(qū)動，位碼用 PNP三極管 8550 驅(qū)動。 5 5l系列單片機提供以下功能： 4 kB存儲器； 256 BRAM； 32條工／ O線； 2個 16b定時／計數(shù)器； 5個 2 級中斷源； 1個全雙向的串行口以及時鐘電路。充分利用他的片內(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)。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可 6采用多個超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射／接收的設(shè)計方法。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉(zhuǎn) 換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器。實驗證明用 CX20226A接收超聲波 (無信號時輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。其中只畫出前方測距電路的接線圖，左側(cè)和右側(cè)測距電路與前方測距電路相同，故省略之 。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器 與反射物體的距離。其部分源程序如下： RECEIVE0： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；關(guān)外部中斷 0 ? MOV R7, TH0 ；讀取時間值 MOV R6, TL0? CLR C MOV A, R6 SUBB A, 0BBH；計算時間差 10 MOV 31H, A ；存儲結(jié)果 MOV A, R7 SUBB A, 3CH MOV 30H, A? SETB EX0 ；開外部中斷 0 POP ACC? POP PSW RETI 主 程序流程圖 軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序，如圖 31（ a）（ b） (c) 所示。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計算出距離，主程序采用 C語言編寫。進入中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0 停止計時，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據(jù)所設(shè)計的電路參數(shù)和程序，測距儀能測的范圍為 ～ ，測距儀最大誤差不超過 1cm。設(shè)計的最終 結(jié)果是使超聲波測距儀 能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。此次設(shè)計采用反射波方式。