【正文】 lowchart 測(cè)距子程序流程圖 超聲波測(cè)距 時(shí)間=1s？ 發(fā)送超聲波 啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T0 Y 延時(shí)避開盲區(qū) 收到回波否？ 延時(shí)避開盲區(qū) 延時(shí)避開盲區(qū) 結(jié)束 預(yù)設(shè)時(shí)間 N N 圖42 測(cè)距子程序流程圖Fig42 Ranging subroutine flowchart 主要程序include //包括一個(gè)52標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件define uchar unsigned char //定義一下方便使用define uint unsigned intdefine ulong unsigned long//***********************************************sfr CLK_DIV = 0x97。我們知道C語言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。圖中1D到8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q到8Q為數(shù)據(jù)輸出端。 74HC573 　　 圖35 74HC573管腳圖Fig35 74H573pin map高性能硅門 CMOS 器件SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。要想避免“拖影”就必須在每位數(shù)碼管顯示完后將其關(guān)閉，我們可以加入“P0所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為00111111，即0x3f；共陽數(shù)碼管的字符編碼為11000000，即0xc0。（2）靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。共陽數(shù)碼管內(nèi)部連接如下圖： 圖33 數(shù)碼管 Fig33 Digital數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。共陰數(shù)碼管內(nèi)部連接如圖3 所示。數(shù)碼管按各發(fā)光二極管電極的連接方式分為共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種。圖32 單片機(jī)最小系統(tǒng)Fig32 Smallest singlechip system超聲波測(cè)距單片機(jī)系統(tǒng)主要由：AT89S52單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路、電源濾波部份構(gòu)成。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 所用主要元器件簡介 AT89s52單片機(jī)主要性能（1）與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容（2）8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器（3） 1000次擦寫周期（4） 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz（5）32個(gè)可編程I/O口線（6）三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（7）八個(gè)中斷源（8）全雙工UART串行通道（9）l 低功耗空閑和掉電模式（10）掉電后中斷可喚醒（11） 看門狗定時(shí)器 圖31 AT89S52管腳圖 Fig31 AT89S52 Pin map功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。放大的信號(hào)通過檢波電路得到解調(diào)后的信號(hào)，即把多個(gè)方波波解調(diào)成多個(gè)大方波波。另一種是理論上定量計(jì)算的表示方法，即用衰減系數(shù)來表示聲波的衰減。同時(shí)，由于介質(zhì)的熱傳導(dǎo)，介質(zhì)的稠密和稀疏部分之間進(jìn)行熱交換，從而導(dǎo)致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。引起超聲波衰減的主要原因有： （1）擴(kuò)散衰減:超聲波在傳播過程中，由于聲束的擴(kuò)散能量逐漸分散，從而使單位面積內(nèi)超聲波的能量隨傳播距離的增加而減弱。本系統(tǒng)在編程時(shí)選用了后者。由于單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為12M晶振，因而單片機(jī)的時(shí)間分辨率是1181。單片機(jī)將測(cè)得的時(shí)間與聲速相乘再除以2即可得到測(cè)量值，最后經(jīng)3位數(shù)碼管將測(cè)得的結(jié)果顯示出來。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，從而減小測(cè)量誤差。單片機(jī)主控芯片使用Atmel公司的AT89s52系列單片機(jī)，該單片機(jī)工作性能穩(wěn)定，同時(shí)也是在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用到的控制芯片。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕ＵＫ脑砣鐖D22所示：圖22 原理圖Fig22 Schematic與第二種方案相比，第一種使用的是單片機(jī)，編譯語言可以用C語言來實(shí)現(xiàn)，所以比較簡單，而第三種方法使用的濾波器通帶容易變化，實(shí)現(xiàn)起來就相對(duì)比較的困難，綜上所述，因此選擇第一種設(shè)計(jì)方案。由于EPM7128SLC8415的算法復(fù)雜，所以在軟件實(shí)現(xiàn)起來編程也復(fù)雜。充分利用了其多達(dá)128個(gè)宏單元、68pin可編程I/O口，使該器件可以將分頻功能、計(jì)數(shù)功能、顯示編碼功能、振蕩功能全部集于一體。(4).以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。(2).根據(jù)超聲波測(cè)距原理，設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距器的硬件結(jié)構(gòu)電路。工作方式有反射式和遮斷式，在物位測(cè)量中兩種方式都可使用，但一般只用作定點(diǎn)檢測(cè)控制，不易進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。有關(guān)廠商不斷推出各種高性能的微波固體器件以及微波集成電路，不但使微波發(fā)射接受電路實(shí)現(xiàn)小型化，而且性能指標(biāo)也有很大的提高，價(jià)格也有很大的下降。B. 微波測(cè)距法在電磁波譜中將波長為1~ l000mm 的電磁波稱為微波。輻射式物位計(jì)既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號(hào)和進(jìn)行控制。 在工業(yè)生產(chǎn)中，超聲波被應(yīng)用在金屬材料和部分非金屬材料探傷，鋇口厚，以及超聲振動(dòng)切削加工、清洗、焊接等行業(yè)。在無損探傷、水下聲納系統(tǒng)、超聲測(cè)距系統(tǒng)中方向性是一個(gè)重要的考慮因素?？偟膩碚f，我國在超聲方面的研究在某些方面己走在了世界的前列。表面波換能器的研究我國開始于1965年，于1970年開始了高頻表面波的研究，1977年，我國研制成表面脈沖壓縮濾波器。由于戰(zhàn)爭的需要，法國人Langevin使用一種晶體傳感器在水下發(fā)射和接收相對(duì)低頻的超聲波。1883年，Galton首先發(fā)現(xiàn)了超聲波的存在，他當(dāng)時(shí)的研究目的主要是探索人類所能感知的聲譜范圍。s 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 AT89C52 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. Key words: AT89S52 Ultrasonic measurement目 錄1 引 言 1 1 超聲波研究的發(fā)展 1 2 幾種測(cè)距方法介紹 3 4 2 方案選擇的論證和選擇 4 ：采用單片機(jī)來控制的超聲波測(cè)距儀 4 ：采用CPLD來控制的超聲波測(cè)距儀 5 方案設(shè)計(jì)三：采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù) 6 6 6 7 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì) 7 8 8 8 9 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示 9 所用主要元器件簡介 9 AT89s52單片機(jī) 9 11 74HC573 14 HCSR04超聲波測(cè)距模塊 15 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 16 主程序流程圖 17 測(cè)距子程序流程圖 18 主要程序 18 5 PCB板的制作 25 PCB簡介 25 印制電路板設(shè)計(jì)的一般步驟 27 制作元器件和建立元器件庫 27 元器件的位置調(diào)整和布線 29 PCB板的層 31 PCB板的布局 32 PCB板布線 32 6 電路調(diào)試 33 元件的焊接要點(diǎn) 33 外圍按鍵電路焊接與測(cè)試 34 7 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及誤差分析 34 謝 辭 37 附 錄 39 1引 言超聲波是指頻率在20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。因此，設(shè)計(jì)好的超聲波測(cè)距儀就顯得非常重要了。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。但是，由于歷史原因合成時(shí)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)?？刂葡到y(tǒng)核心部分就是超聲波測(cè)距儀的研制。各探頭的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。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 th