超聲波測距儀畢業(yè)設計論文-全文預覽
【正文】 嵌入式系統(tǒng)設計與實例開發(fā) 北京： 清華大學出版社 2022[12] 馬忠梅,藉順心等. 單片機的C語言應用程序設計（第三版） 北京： 北京航空航天大學出版社 2022附 錄附錄一超聲波測距電路原理圖 12538764*?espFul七E超聲波測距電路原理圖 附錄二超聲波測距電路版圖超聲波測距電路版圖附錄三程序清單INCLUDE DEFINE K1 P3_4DEFINE CSBOUT P3_5 //超聲波發(fā)送DEFINE CSBINT P3_7 //超聲波接收DEFINE CSBC=DEFINE BG P3_3 UNSIGNED CHAR CSBDS,OPTO,DIGIT,BUFFER[3],XM1,XM2,XM0,KEY,JPJS。一般只要電路焊接無誤，稍加調試應該會正常工作。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內部的定時器 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。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 關閉，并將測距成功標志字賦值 2 以表示此次測距不成功。超聲波測距儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。超聲波檢測接收電路主要是由集成電路CX20226A組成，它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。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。顯示電路采用簡單實用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用74LS244 驅動，位碼用 PNP 三極管 8550 驅動。超聲波測距儀硬件電路的設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。以數(shù)字的形式顯示測量距離。系統(tǒng)調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。根據(jù)測量范圍要求不同，可適當調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。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 關閉，并將測距成功標志字賦值 2 以表示此次測距不成功。 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。然后調用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，需要延時約 ms（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因）后，才打開外中斷 0 接收返回的超聲波信號。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。距離的計算公式為： d=s/2=(ct)/2 （1） 其中，d 為被測物與測距儀的距離，s 為聲波的來回的路程， c 為聲速，t 為聲波來回所用的時間。 12538764*?espFul七E圖 34 超聲波測距電路原理圖第四章 系統(tǒng)軟件的設計超聲波測距儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。適當更改電容C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結構上稍有不同，使用時應分清器件上的標志。上位電阻R1O、R11 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時間。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速 C 與溫度有關。 單片機實現(xiàn)測距原理 單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差 tr，然后求出距離 S＝Ct／2，式中的 C為超聲波波速?？臻e方式：CPU 停止工作，而讓 RAM、定時／計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 51 系列單片機的功能特點及測距原理 51 系列單片機的功能特點 5l 系列單片機中典型芯片(AT89C51)采用 40 引腳雙列直插封裝(DIP)形式，內部由 CPU，4kB 的 ROM，256 B 的 RAM，2 個 16b 的定時／計數(shù)器 TO 和 T1，4 個 8 b 的工／O 端 I：IP0，P1，P2，P3，一個全雙功串行通信口等組成。單片機采用 AT89C51 或其兼容系列。 測距儀的分辨率取決于對超聲波傳感器的選擇。根據(jù)設計要求并綜合各方面因素，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，驅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生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。(3).對設計的電路進行分析。超聲波發(fā)射器放大電路超聲波接收器放大電路檢波電路定時器 單片機 控制 顯示器圖 11 超聲波測距儀原理框圖 課題設計的任務和要求設計一超聲波測距儀，任務：(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，下表列出了幾種不同溫度下的聲速。 設計的意義超聲波測距系統(tǒng)主要應用于汽車的倒車雷達、機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場例如：液位、井深、管道長度等場合。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。但就目前技術水平來說，人們可以具體利用的測距技術還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術及產業(yè)領域。在新的世紀里，面貌一新的測距儀將發(fā)揮更大的作用。 超聲波測距儀的設計思路 超聲波測距原理發(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系表溫度（℃） 30 20 10 0 10 20 30 100聲速（m／s）313 319 325 323 338 344 349
數(shù)學相關推薦
鄂ICP備17016276號-1