《現(xiàn)代通信技術(shù)》專業(yè)課程設(shè)計(jì) --基于單片機(jī)控制的超聲波測距報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 旋笛等。由于超聲波發(fā)射與接收器件具有固有的頻率特性，具有很高的抗干擾性能，目前超聲波測量的距離一般為幾米到幾十米，是一種適合室內(nèi)測量的方式。 距離測量系統(tǒng)常用的頻率范圍為 25KHz～ 300KHz 的脈沖壓力波，發(fā)射和接收的傳感器有時(shí)共用一個(gè)，或者兩個(gè)是分開使用的。 課程設(shè)計(jì)的要求 （ 1）實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺上的數(shù)碼管可實(shí)時(shí)顯示障礙物與超聲波模塊的距離信息，單位為 cm，精確到小數(shù)點(diǎn)后 1 位（如顯示 表示 ）； （ 2）當(dāng)測試距離小于 10cm或大于 50cm時(shí)報(bào)警，且以上兩種情況的報(bào)警方式需有明顯區(qū)別（可采用蜂鳴器的蜂鳴時(shí)間長短加以區(qū)別，或在顯示模塊上顯示不同的報(bào)警信息）； （ 3）系統(tǒng)應(yīng)具備測距啟動功能，或當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警后，可以復(fù)位系統(tǒng)，使其開始重新測距。 圖 系統(tǒng)連接示意圖 具體內(nèi)容如下： （ 1）設(shè)計(jì)最小化單片機(jī)系統(tǒng)； （ 2）裝焊、調(diào)試最小化單片機(jī)系統(tǒng)； （ 3）設(shè)計(jì)并編程，以構(gòu)成超聲波測距信號發(fā)生回路； （ 4）設(shè)計(jì)并編程，完成超聲波信號處理，以實(shí)現(xiàn)測距功能； （ 5）設(shè)計(jì)并編程，以實(shí)現(xiàn)超聲波測距結(jié)果顯示； （ 6）設(shè)計(jì)并編程，以實(shí)現(xiàn)超聲波測距報(bào)警功能； 障礙物 超聲波模塊 51 單片機(jī)系統(tǒng) 顯示模塊 2 上海師范 大學(xué) 天華 學(xué)院 電信系現(xiàn)代通信技術(shù)專業(yè) 課程設(shè)計(jì) （ 7）設(shè)計(jì)并完成系統(tǒng)啟動 /復(fù)位功能 。 可以看出主要部分有： （ 1）供應(yīng)電能的脈沖發(fā)生器（發(fā)射電路）； （ 2）使接收和發(fā)射隔離的開關(guān)部分； （ 3）轉(zhuǎn)換電能為聲能，且將聲能透射到介質(zhì)中的發(fā)射傳感器； （ 4）接收反射聲能（回波）和轉(zhuǎn)換聲能為電信號的接收傳感器； （ 5）接收放大器，可以使微弱的回聲放大到一定幅度，并使回聲激發(fā)記 上海師范 大學(xué) 天華 學(xué)院 電信系現(xiàn)代通信技術(shù)專業(yè) 課程設(shè)計(jì) 3 錄設(shè)備； （ 6）記錄 /控制設(shè)備，通?？刂瓢l(fā)射到傳感器中的電能，并控制聲能脈沖發(fā)射到記錄回波的時(shí)間，存儲所要求的數(shù)據(jù)，并將時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換成距離。故在超聲波測量中，常使用 40KHz 的超聲波。 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素，本 次設(shè)計(jì)采用 STC89C52單片機(jī)作為控制器，用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED 數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機(jī)的定時(shí)器。 超聲波模塊測得的是被測物體與探頭之間的垂直距離，測量時(shí)要保持探頭正對被測物體。它在指令系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源中與 標(biāo)準(zhǔn)的 8052 單片機(jī)完全兼容， DIP40 封裝系列與 8051 為 pintopin 兼容，指令代碼是與 8051 完全兼容的單片機(jī) [4]。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴(kuò)展部分等部分組成 。 單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來說，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。 最小 系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全 稱 叫晶體振蕩器， 它 結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片 機(jī) 接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率 上 [6]。它由與非門和電阻電容構(gòu)成振蕩電路，由 STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。 74 L S 04T1K1KV C CP 3 . 3 圖 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收模塊 接收電路的主要任務(wù)是檢測回波，并向 STC89C52 芯片發(fā)出中斷以停止計(jì)時(shí)，由 STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。接收電路的主體是濾波放大電路。 2 3 4 68 57 1C X 20 16RC40. 0 56 μ FC733 0 pF+C63. 3 μ FR310ΩR122 0 KR210KP 3 .2+ C51μ FV C CG N D 圖 超聲波接收電路 LED 數(shù)碼管顯示模塊 顯示器是一個(gè)典型的輸出設(shè)備，而且其應(yīng)用是極為廣泛的，幾乎所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而已 [7]。 本設(shè)計(jì)采用共陽級數(shù)碼管， 我們將 LED 數(shù)碼管顯示模塊上的 J1 上的 8 個(gè)端口與 STC8951 芯片上的 — 相連接，作為段選；再將 J2 上的 3 個(gè)端口與 STC89C52 芯片上的 — 相連接，作為位選。 主要是用 LED 燈的點(diǎn)亮和熄滅對應(yīng)超聲波測距的距離。 Keil uVision3支持所有的 KEIL8051工具，包括 C編譯器宏匯編器連接 /定位器目標(biāo)代碼到 HEX的轉(zhuǎn)換器。 如圖 所示 ，為軟件流程圖，左圖為主程序流程圖，右圖為中斷服務(wù)程序流程圖。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。當(dāng)時(shí)的位選是芯片的 — 。 在未測量距離時(shí)， LED 燈不亮，數(shù)碼管顯示 。 圖 最大距離 上海師范 大學(xué) 天華 學(xué)院 電信系現(xiàn)代通信技術(shù)專業(yè) 課程設(shè)計(jì) 15 5 設(shè)計(jì)總結(jié) 首先，我要感謝我們的指導(dǎo)老師在 課程 設(shè)計(jì)中給予我的細(xì)心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在 課程 設(shè)計(jì)的短短兩個(gè)星期里，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。同時(shí)我也深刻的認(rèn)識到，在對待一個(gè)新事物時(shí)，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有效。//數(shù)碼管 09 uint distance[4]。 //*************************************************************** //函數(shù)聲明 void conversion(uint temp_data)。 uchar CONT_1。 //首先拉低脈沖輸入引腳 TMOD=0x11。 //打開定時(shí)器 0 中斷 EX0=0。 delay_20us()。 //清測量成功標(biāo)志 EX0=1。 // TR1=1。 //關(guān)閉定時(shí)器 1 EX0=0。//與低 8 位合并成為 16 位結(jié)果數(shù)據(jù) 18 上海師范 大學(xué) 天華 學(xué)院 電信系現(xiàn)代通信技術(shù)專業(yè) 課程設(shè)計(jì) distance_data*=12。 //將測量結(jié)果的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū) i++。 a=distance_data。 b=a。 //取出定時(shí)器的值 outeL =TL1。 //寫入定時(shí)器 0 初始值 TL0=0x77。break。break。break。 //取余運(yùn)算 shi_data=temp_data/10 。 shi_data=SEG7[shi_data]amp。 if(s25) LED=1。 EA=0。 EA=1。bt++)。distance[1]=t。} if(distance[1]distance[2]) {t=distance[
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