【正文】 圖 22 為超聲波探頭的結(jié)構(gòu)圖。假設(shè)單片機微處理器的周期為 t，則 T=Nt，則測量得距離可式 ()超聲波探頭 發(fā)射波 反射波 障礙物 t V 發(fā)射波 反射波 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 表示： L=CT/2=CNt/2 （ ） 因為超聲波指向性強，所以超聲波對障礙物面的入射角對超聲波電子倒車測距儀的靈敏度影響較大。單片機內(nèi)部有看門狗定時器，可以在程序跑飛的情況下自動的復(fù)位；通過快速的指令周期可以實時的采集到數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)探測范圍及傳感器布點的確定 超聲波傳感器發(fā)射超聲波有一定的角度范圍，超聲波傳感器的測量角度如圖 25 所示。 發(fā)射電路 接收電路 顯示距離 報警電路 單 片 機 控 制 發(fā)射傳感器 接收傳感器 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 根據(jù)以面得原理可知，在下列環(huán)境下，易造成無法偵測及偵測不良之情況： 1．鐵絲網(wǎng)、繩索這類細(xì)小的物體。 5．障礙物為銳角反射體，錐狀物體。在本次設(shè)計中我們選用 UCMR40KI 、 UCMT40KI (R 表示接收傳感器， T 表示發(fā)射傳感器 )，最大探測距離為 10m，發(fā)射擴散角為 60 度。 圖 25 探測角度 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 3 硬件部分設(shè)計 本章主要講述了超聲波測距系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，把系統(tǒng)的整個硬件系統(tǒng)分成各個單元的模塊電路設(shè)計。驅(qū)動內(nèi)部的壓電晶片震動，經(jīng)過換能器后發(fā)射電路發(fā)出40kHz 的脈沖超聲波。 AT89S52 單片機 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在線 可編程 Flash 存儲器。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，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 超聲波測距的系統(tǒng)及其組成 本系統(tǒng)由單片機 AT89S52 控制，包括單片機控制系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成，如圖 6 所示。系統(tǒng)的晶振頻率為 12MHz，這樣可以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，使測量誤差減小。 超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過接收電路處理后，向單片 機 輸入一個低電平脈沖。 由 K1， K2， K3 組 成測距系統(tǒng)的按鍵電路。超聲波發(fā)射電路由電阻 R2三極管 BG超 聲波脈沖變壓器 B 及超聲波發(fā)送頭 T40 構(gòu)成，超聲波脈沖變壓器，在這里的作用是提高加載到超聲波發(fā)送頭兩產(chǎn)端的電壓，以提高超聲波的發(fā)射功率，從而提高測量距離。由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，輸入單片機的 腳。每隔半周期時間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生 40kHz 方波。s 的方波信號，頻率分別為 和 。接收到的信號加 到 BG BG6 組成 的兩級放大器上進 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 行放大。該接收電路結(jié)構(gòu)簡單，性能較好，制作難度小。 圖 35 顯示單元 供電電路 本測距系統(tǒng)由于采用的是 LED 數(shù)碼管用為顯示方式，正常工作時，系統(tǒng)工作電流約為 3045mA，而系統(tǒng)中單片機的工作電壓為 +5V,為保證系統(tǒng)統(tǒng)計的可靠正常工作，并且方面系統(tǒng)的供電方式我們選擇電腦的 USB 口進行供電，這樣可以為調(diào)試系 統(tǒng)方便，即由 USB 口供電，調(diào)試時直接由電腦 USB 口供電。單片機的 口通過一個限流電阻控制三極管 8550 的基極，三極管的發(fā)射機接 +5V 的電壓，集電極接蜂鳴器的一端，蜂鳴器的另一端接地。主要對其中的單片機最小系統(tǒng)，超聲波接收電路，超聲波發(fā)射電路，顯示電路以及電源電路進行了詳細(xì)的設(shè)計。置位總中斷允許位 EA。超聲波頭發(fā)送完 送超聲波后，立即啟動內(nèi)部計時器 T0 進行計時，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時，單片機需要延時約 2ms 時間（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因，稱之為盲區(qū)值）后，才啟動對單片機 腳的電平判斷程序。 測出距離將測得的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成十進制 BCD碼在數(shù)碼管上進行顯示。 TL1=0x00。 csbfs()。 while(i) { } i=0。 s=TH1。 jsz=s*csbc。超聲波發(fā)射的完整波形個數(shù)：共計四個 here: cpl 。試驗板中的聲速沒有進行溫度補償，聲速值為 340m/s，該值為 15℃ 時的超聲波值。 調(diào)試現(xiàn)象 本設(shè)計為 超聲波 測距儀因此將測距儀至 我們要進行測試靈敏度 。分析原因如下： 1. 超聲波發(fā)射部份由電阻 R三極管 BG超聲波脈沖變壓器 B 及超聲波發(fā)送頭 T40 構(gòu)成，以提高超聲波的發(fā)射功率，從面提高測量距離。在原理上將，超聲波測距有脈沖回波法、共振法和頻差法。 （ 1）溫度對超聲波波速的影響 超聲波的傳播速度受氣體的密度、溫度及氣體分子成份的影響。 （ 3）電路本身影響 電路硬件和軟件本身存在一定的缺陷，因此會造成測量誤差，主要表現(xiàn)為： ① 啟動發(fā)射和啟動計時之間的偏差。這是源于檢測電路的靈敏度和判斷偏差，從收到實際回波到電路確認(rèn)并輸出相應(yīng)信號肯定存在滯后，這和回波信號強弱、檢測電路原理以及判斷電路的敏感性相關(guān)，也是超聲波測距的核心。但這個因素可以通過提高單片機速度，使用高優(yōu)先級中斷。為減小這項項誤差，應(yīng)該提高計時的最小單位，即是選擇頻率高的晶振，從而降低量化誤差。仿真時借用了 NE555 產(chǎn)生延遲信號，模擬超聲波的發(fā)送出去遇障礙物后返回的過程。測試的 仿真圖如圖 62 所示： 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 圖 62 仿真圖 2 經(jīng)過仿真電路的調(diào)試說明本次設(shè)計的設(shè)計原理已經(jīng)基本上沒有問題了，我們有對仿真電路進行了改進，通過買相應(yīng)的期間制作了實物，因為在設(shè)計實物的過程中發(fā)現(xiàn)只用一個蜂鳴器就可以實現(xiàn)報警的作用，因此在制作實物的時候報警電路只制作了蜂鳴器報警，蜂鳴器的聲音足以提供使用者，在按鍵電路的設(shè)計過程中，我們有增加了一個按鍵對測距系統(tǒng)進行控制，這樣更加的方便好用。通過超聲波探頭反射超聲波，使用高速單片機計算測量車與障礙物之間的往返時間然后再計算出車與障礙物的距離，并加入了軟件補償，提高了距離計算的精度，然后顯示在 LED 數(shù)碼管上，當(dāng)在探測的范圍有障礙物時，蜂鳴器提示報警，距離越近蜂鳴器的報警頻率也越大，當(dāng)距離小于最小安全距離時，蜂鳴器不間斷報警。在我畢業(yè)論文寫作期間，各位老師給我提供 了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計，借此機會，向您們表示由衷的感激。同時，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個相互促進和團結(jié)友愛的環(huán)境中，在同學(xué)的關(guān)心和幫助下，才有了我今天的成就。 還有許許多多的給予我?guī)椭凸膭畹呐笥?，在此無法一一列舉，在此也一并表示忠心地感謝！ 附錄 A 總體系統(tǒng)電路原理圖： 總體系統(tǒng)電路 PCB 圖 : 附錄 B /***********************************************************************************************************/ //hcsr04 超聲波測距模塊程序 //晶振： 12 //接線：模塊 TRIG 接 ECH0 接 //數(shù)碼管：共陽數(shù)碼管 P0 接數(shù)據(jù)口 , 接選通數(shù)碼管 /***********************************************************************************************************/ include //器件配置文件 include define RX P1_6 define TX P1_5 sbit beep=P3^7。 //減按鍵 unsigned int time=0。 unsigned char posit=0。 bit beep_st。 /*******************************************************/ void delay( int j) { while(j)。} P2=positon[posit]。 TL0=0。 disbuff[2]=TL%10。 //“ ” disbuff[1]=10。 disbuff[1]=S%1000%100/10。 //延時消抖動 if(set==0) //再次判斷設(shè)置按鍵是否按下 { while(!set)。 //延時防按鍵抖動 if(add==0) //再次判斷加調(diào)整按鍵是否按下 { while(!add)。 if(str==0) //再次判斷減調(diào)整按鍵是否按下 { while(!str)。 //中斷溢出標(biāo)志 } /********************************************************/ void zd3() interrupt 3 //T1 中斷用來掃描數(shù)碼管和計 800MS 啟動模塊 { TH1=0xf8。 x++。 TX=1。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 else beep=1。 TH1=0xf8。 //允許 T1中斷 TR1=1。 //當(dāng) RX 為零時等待 TR0=1。 //計算 key_Scan()。 else beep=1。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于