【正文】 主要受密度影響。 這里的誤差包含兩種 :一種是固定誤差 — 測(cè)量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測(cè)量環(huán)境和距離的變化而變化 。 硬件電路制作應(yīng)避免出現(xiàn)虛焊或焊接短路的情況，完成并調(diào)試好后，便可將程序文件下載到單片機(jī)芯片試運(yùn)行。 圖 系統(tǒng)仿真原理圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 26 誤差及特性分析 根據(jù)超聲波的特性，距離測(cè)量時(shí)必須滿足條件： ①被測(cè)目標(biāo)必須垂直于超聲波測(cè)距儀。 DXP2020 原理圖的繪制 DXP2020 中原理圖繪制比較簡(jiǎn)單，具體可參見其幫助，暫不贅述。 與 Protel 99SE 軟件相比， Protel DXP河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 24 功能更加完備、風(fēng)格更加成熟，并且界面更加靈活，尤其在仿真和 PLD 電路設(shè)計(jì)方面有了重大改進(jìn)。圖 是有關(guān)編譯、設(shè)置的工具欄按鈕： 圖 有關(guān)編譯 、 連接 、 項(xiàng)目設(shè)置的工具條 從左到右分別是：編譯、編譯連接、全部重建、停止編譯和對(duì)工程進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置完成后按確認(rèn)返回主界面，工程文件建立、設(shè)置完畢。在匯編或編譯完成后將產(chǎn)生（ *.lst）的列表文件，在連接完成后也將產(chǎn)生（ *.m51）的列表文件，該頁用于對(duì)列表文件的內(nèi)容和形式進(jìn)行細(xì)致的調(diào)節(jié)，其中比較常用的選項(xiàng)是“ C Compile Listing”下的“ Assamble Code”項(xiàng)，選中該項(xiàng)可以在列 表文件中生成 C 語言源程序所對(duì)應(yīng)的匯編代碼。 Name of Executable 用于指定最終生成的目標(biāo)文件的名字，默認(rèn)與工程的名字 相同，這兩項(xiàng)一般不需要更改。 設(shè)置對(duì)話框中的 OutPut 頁面，如圖 所示， 對(duì)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 22 圖 對(duì)輸出進(jìn)行控制 這里面也有多個(gè)選擇項(xiàng)，其中 Creat Hex file 用于生成可執(zhí)行代碼文件（可以用編程器寫入單片機(jī)芯片的 HEX 格式文件，文件的擴(kuò)展名為 .HEX），默認(rèn)情況下 該項(xiàng)未被選中，如果要寫片做硬件實(shí)驗(yàn)，就必須選中該項(xiàng)，在此特別提醒注意。正確設(shè)置該數(shù)值可使顯示時(shí)間與實(shí)際所用時(shí)間一致，一般將其設(shè)置成與你的硬件所用晶振頻率相同，如果沒必要了解程序執(zhí)行的時(shí)間，也可以不設(shè)，這里設(shè)置為 12。雙擊文件名，即打開該源程序。點(diǎn)擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個(gè)對(duì)話框，如圖 所示： 這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU， Keil 支持的 CPU 很多，我們選擇 Atmel 公司的89C51 芯片。 1) 源文件的建立 使用菜單“ FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言或 C 語言源程序，然后保存該文件，注意必須加上擴(kuò)展名（匯編語言源程序一般用 asm 或 a51 為擴(kuò)展名，而 C 語言源程序一般用 c 為 擴(kuò)展名），這里假定將文件保存為 。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 return(dist)。 } } 距離計(jì)算子程序 當(dāng)超聲波往返時(shí)間測(cè)量出來后，用 C 語言根據(jù)公式計(jì)算距離來編程是比較簡(jiǎn)單的算法。 TH0=0x1f。 TL1=0x00。 t=t/1000000。TH0!=0x00) { b=1。 TH0=0x1f。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T1 停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 1。 程序中對(duì)測(cè)距距離的計(jì)算方法是按 S=17N/1000=N(cm)進(jìn)行計(jì)算的，其中，N為計(jì)數(shù)器的值，聲速的值取為 340 m/s。超聲波接收回路中的超聲波信號(hào)一共有兩種波信號(hào)：第一種波信號(hào)為余波信號(hào)就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號(hào)之后，超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號(hào)，實(shí)際就是超聲波的發(fā)射信號(hào)；另一種 波信號(hào)就是有效信號(hào)，即經(jīng)過障礙物表面反射回來的超聲波回波信號(hào)，也是所需要測(cè)量的距離數(shù)值。 復(fù)位電路圖如 所示： 圖 復(fù)位電路 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 章 軟件控制程序的設(shè)計(jì)與概述 14 第 6 章 軟件控制程序的設(shè)計(jì)與概述 主程序流程 主程序?qū)φ麄€(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，先將超聲波的回波接收標(biāo)志位置位并且使單片機(jī) ，同時(shí)將定時(shí)器 T0啟動(dòng) ，然后調(diào)用距離計(jì)算的子程序，再根據(jù)定時(shí)器 T0記錄的時(shí)間計(jì)算出所需要測(cè)量的距離，然后再調(diào)用顯示子程序，再將測(cè)出的距離以十進(jìn)制的形式送到 數(shù)碼管 顯示。 LED 是電源指示燈，通電后發(fā)光。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由 P2 口控制 LED 的當(dāng)前顯示位。 本次設(shè)計(jì)為了降低調(diào)試難度，減少成本，提供系統(tǒng)可靠性，所以我們采用了一種用在彩色電視機(jī)上面的一種紅外接收檢波芯片 CX20206A，由于紅外遙控的中心頻率在 38KHz，和超聲波的 40KHz 很接近，所以可以用來做接收電路。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。也就是說，若在壓電晶片兩邊加以頻率為 0f 的交流電電壓時(shí)，它就會(huì)產(chǎn) 生同頻率的機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)推動(dòng)空氣的張弛，當(dāng) 0f 落在音頻范圍內(nèi)時(shí)便會(huì)發(fā)出聲音。它還提供特殊的第二變異功能。在對(duì)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ EPROM 型）進(jìn)行程序編程和校驗(yàn)時(shí)，用做低 8 位地址總線。 4) 多功能 I/O 端口 P0 口 —— 第 32~39 腳， 8 位漏極開路雙向 I/O 端口。 /VPP/EA ：外部訪問允許。 PROG 為第二功能，當(dāng)對(duì)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器編程寫入時(shí)，此引腳作為編程脈沖輸入端。 PROGALE/ —— 第 30 腳，輸出允許地址鎖存信號(hào)。當(dāng)采用外部振蕩信號(hào)源泉時(shí)，此引腳為外部振蕩信號(hào)的輸入端口，與信號(hào)源相連接。 VCC—— 第 40 腳，正常運(yùn)行和編程校驗(yàn) +5V 電源。 AT89C52 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 3 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。它把構(gòu)成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要功能部、器件，如 CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、 ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入 /輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）、中斷系統(tǒng)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器等集中在一塊芯 CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、 ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入/輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）制功能，所以又稱為微控制器 MCU（ Microcontroller Unit）。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖 所示。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素，可以采用 AT89C52 單片機(jī)作為主控制器，它控制發(fā)射觸發(fā)脈沖的開始時(shí)間及脈寬，響應(yīng)回波時(shí)刻并測(cè)量、計(jì)數(shù)發(fā)射至往返的時(shí)間差。以 8051 為內(nèi)核的單片機(jī)系列，其硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件齊全、功能 強(qiáng)等特點(diǎn)。在精密的液位測(cè)量中需要達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度，但是目前國內(nèi)的 超聲波測(cè)距專用集成電路都是只有厘米級(jí)的測(cè)量精度。 目前比較普遍的測(cè)距的原理：通過發(fā)射具有特征頻率的超聲波對(duì)被攝目標(biāo)的探測(cè)，通過發(fā) 射出特征頻率的超聲波和反射回接收到特征頻率的超聲波所用的時(shí)間，換算出距離，如超聲波液位物位傳感器，超聲波探頭，適合需要非接觸測(cè)量場(chǎng)合，超聲波測(cè)厚，超聲波汽車測(cè)距告警裝置等。因此，需要較高的測(cè)量精度時(shí)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償是最有效的措施。 M—— 氣體相對(duì)分子質(zhì)量，空氣為 103kg/mol。s。測(cè)量距離 D 為 ctD 21? （ ） 式中 c—— 超聲波的傳播速度； t21 —— 超聲波發(fā)射到接收所需時(shí)間的一半，也就是單程傳播時(shí)間。 利用加濕器的原理 ， 把藥液霧化 ， 讓病人吸入 ， 能夠療效 。 理論研究表明 ， 在振幅相同的條件下 ， 一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比 ，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí) ， 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高 ， 因而能量很大 。 通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為 1～ 5 兆赫。科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。 第 5 章從整體硬件設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)各部分電路進(jìn)行了詳細(xì)說明。 河南城建學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 章 緒論 2 論 文框架 論文首先對(duì)課題的背景和意義進(jìn)行闡述，并概述了論文結(jié)構(gòu)。 課題研究的意 義 在現(xiàn)實(shí)生活中，一些傳統(tǒng)的距離測(cè)量方式在某些特殊場(chǎng)合存在不可克服的缺陷，例如，液面測(cè)量就是一個(gè)距離測(cè)量，傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極，通過給電或脈沖檢測(cè)液面，電極長期浸泡在水中或其它液體中，極易被腐蝕、電解，從而失去靈敏性。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的傳感技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。城市污水給人們帶來了困擾，因此箱涵的排污疏通對(duì)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。 關(guān)鍵詞 ： AT89C52，超聲波， LED 數(shù)碼管，測(cè)距 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract II Abstract With the development of society, the demand on the measurement of distance or length is increasing. It is applied widely by ultrasonic to measure distance, such as cars reversing radar， range finder and level measurement and so on. Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption, long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic. In this paper, it introduces a system to measure distance by ultrasonic, which is based on the theory is based on the principles of reflection of ultrasonic spreading in the air. The system uses ultrasonic sensors as a detector, and applies MCU and the time difference of ultrasonic spreading in the air to measure the distance. The system consists of the main controller module, ultrasonic transmitter module, ultrasonic receiver module and display module. The MCU I / O port controls ultrasonic transmitter to send 40 KHz ultrasonic, and the reflecting signal is received by the ultrasonic receiver circuit, and it is amplified, and finally, it starts the interrupter of the MCU calculates the time of launch and return of ultrasonic to get the distance between the ultrasonic generator and the reflective objects. The entire hardware circuit is posed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the pow