基于單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 0。 //等待 Rx 回波引腳變高電平 succeed_flag 0。 Tx 1。 //由負(fù)沿觸發(fā)外部中斷 ET0 1。 Tx 0。 void main void // 主程序 uint distance_data,a,b。 //自定義寄存器 bit succeed_flag。 sbit key P1^6。特別要感謝我們的指導(dǎo)老師，兩位指導(dǎo)老師不辭辛勞的回答我們的問題，和我們一同討論并解決問題。通過這次實(shí)踐使我更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，以及我們實(shí)物制作的動(dòng)手能力。在課本上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)理論運(yùn)用到實(shí)踐中？我想這次課程設(shè)計(jì)提供了良好的平臺(tái)。 圖 超聲波測(cè)距正常范圍 如圖 所示，超聲波測(cè)出的距離為，小于 10cm，報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)， LED 燈亮。其中在 高低電平轉(zhuǎn)換時(shí)需要延時(shí)，我們錯(cuò)誤的將報(bào)警子程序放入主程序，導(dǎo)致數(shù)碼管不能正常的進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描。因?yàn)樵诔绦虻拇笱h(huán)中，尤其它程序造成延時(shí)的誤差，導(dǎo)致產(chǎn)生的方波并不算是需要的 40kHz。 調(diào)試中的問題及解決方案 軟件調(diào)試中的問題及解決方案 根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的時(shí)間間隔，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。 圖 主程序流程圖 定時(shí)中斷服務(wù)子程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個(gè)左右頻率約 40kHz 的 方波的超聲波脈沖信號(hào)，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0 打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。圖電路原理圖并給顯示端口 P 和 P 清 0。 復(fù)位功能 系統(tǒng)應(yīng)具備測(cè)距啟動(dòng)功能，可以復(fù)位系統(tǒng)，使其開始重新測(cè)距。考慮到紅外遙控常用的載波頻率 38 kHz與測(cè)距的超聲波頻率 40 kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路 如圖 。 表 P3 特殊功能口 口管腳 備選功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 /INT0 外部中斷 0 /INT1 外部中斷 1 T0 記時(shí)器 0 外部輸入 T1 記時(shí)器 1 外部輸入 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 /RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 74LS04 和超聲波發(fā)射換能器 T 構(gòu)成，單片機(jī) 端口輸出的 40kHz 的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲 波的發(fā)射強(qiáng)度。 （ 8） P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能吸收或輸出 4TTL 門電流。 （ 5） XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三極管驅(qū)動(dòng)。 圖 超聲波時(shí)序圖 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分。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?5】。 圖 超聲波測(cè)距儀原理框圖 發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度υ在 空氣中傳播，在到達(dá)被測(cè)物體時(shí)被反射返回，由接收器接收，其往返時(shí)間為 t。 2 總體方案 總體設(shè)計(jì)方案 測(cè)距儀的分 辨率取決于對(duì)超聲波傳感器的選擇。通過分析超聲波測(cè)距誤差產(chǎn)生的原因，提高測(cè)量時(shí)間差到微秒級(jí)，以及用 LM92 溫度傳感器進(jìn)行聲波傳播速度的補(bǔ)償后，我們?cè)O(shè)計(jì)的高精度超聲波測(cè)距儀能達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度【 2】。而且超聲波的速度相對(duì)于光速要小的多，其傳播時(shí)間就比較容易檢測(cè)。 超聲波是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播。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(guó)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。 圖 系統(tǒng)連接示意圖 具體要求： 實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)上的數(shù)碼管可實(shí)時(shí)現(xiàn)實(shí)障礙無語超聲波的距離信息，單位為cm，精確到小數(shù)點(diǎn)后 1 位； 當(dāng)測(cè)試距離小于 10 或大于 50 時(shí)報(bào)警，且以上兩種情況的報(bào)警方式需有明顯的區(qū)別； 系統(tǒng)應(yīng)具備測(cè)距啟動(dòng)功能，或當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警后，可以復(fù)位系統(tǒng)，使其開始重新測(cè)距。 超聲波測(cè)距框圖 單片機(jī)發(fā)出 40kHZ 的方波信號(hào)，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(hào)經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，測(cè)得時(shí)間為 t；再通過軟件編程進(jìn)行判別、計(jì)算，得出所測(cè)距離數(shù)并經(jīng)由 LED
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