基于基于at89c2051單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)-預(yù)覽頁
【正文】 二 超聲波測(cè)系統(tǒng)原理圖安裝圖 ...................................................................................................................18附錄三 超聲波測(cè)系統(tǒng)原理圖 PCB 圖 ...................................................................................................................19附錄四 超聲波測(cè)系統(tǒng)原理圖 C 語言原程序 .......................................................................................................20一、設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo) 設(shè)計(jì)任務(wù)利用單片機(jī)及外圍接口電路(鍵盤接口和顯示接口電路)設(shè)計(jì)制作一個(gè)超聲波測(cè)距儀器，用 LED 數(shù)碼管把測(cè)距儀距測(cè)出的距離顯示出來。測(cè)距范圍：25CM 到 250CM 之間。超聲測(cè)距是一種非接觸式的檢測(cè)方式。特別是應(yīng)用于空氣測(cè)距，由于空氣中波速較慢，其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測(cè)出來，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)單片機(jī)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等。 壓電式超聲波發(fā)生器原理壓電型超聲波傳感器的工作原理：它是利用壓電效應(yīng)的原理，壓電效應(yīng)有逆效應(yīng)和順效應(yīng)，超聲波傳感器是可逆元件，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應(yīng)的原理。若外部施加的極性變反，如圖 c 所示那樣，壓電陶瓷在厚度方向上伸長，在長度方向上縮短。開始測(cè)量超聲波信號(hào)開定時(shí)器關(guān)定時(shí)器數(shù)據(jù)運(yùn)算顯示器接收檢測(cè) 電聲換能器電聲換能器驅(qū)動(dòng)電路圖 23 超聲波測(cè)距系統(tǒng)框圖三、設(shè)計(jì)方案按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個(gè)模塊組成。超聲波接收模塊超聲波發(fā)射模塊單片機(jī)控制系統(tǒng)（AT89C2051） 顯示模塊鍵盤模塊供電單元圖 31：系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的 3 位共陽LED 數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機(jī)的 P1 口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的、 口,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用 PNP 三極管 S9012 三極管驅(qū)動(dòng)。與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz 2 個(gè) l6 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 內(nèi)置一個(gè)模擬比較器 掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。通過單片機(jī)的 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號(hào)， 端口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。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。超聲波發(fā)射部份由電阻 R2 及超聲波發(fā)送頭 T40板成；接收電路由 BGBG2X 組成的兩組三級(jí)管放大電路組成；檢波電路、比較整形電路由 CDD2 及 BG3 組成。s，半周期為 。s 或 13181。接收電路如圖 4 所示。這里使用的是 I N 4148 檢波二極管，輸出的直流信號(hào)即兩二極管之間電容電壓。 主程序設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收程序及顯示子程序組成。進(jìn)行程序主程序后，進(jìn)行定時(shí)測(cè)距判斷，當(dāng)測(cè)距標(biāo)志位 cl==1，即進(jìn)行測(cè)量一次，程序設(shè)計(jì)中，超聲波測(cè)距頻度是 1 次/秒。當(dāng)檢測(cè)到 腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，立即停止 T0 計(jì)時(shí)。 超聲波測(cè)距子程序 void csbcj() //超聲波測(cè)距子程序{if(cl==1){ TR1=0。 //超聲波脈沖個(gè)數(shù) 10 個(gè)while(i){csbout=!csbout。while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波{i++。TL1=0x57。 //計(jì)算測(cè)量結(jié)果TR1=1。本測(cè)距板 1S 鐘測(cè)量一次，若要修改測(cè)量間隔，可將程序“if(csbds=40) //1S 測(cè)量一次。 性能分析從實(shí)物測(cè)試的總體來說本測(cè)距板基本上達(dá)到了要求，理想上超聲波測(cè)距能達(dá)到 5到 7 米左右，而我們所能實(shí)現(xiàn)的最大距離只有 米，測(cè)量結(jié)果受環(huán)境溫度影響。俗話說“好的開始是成功的一半” 。最后，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合的綜合調(diào)試。就實(shí)現(xiàn)功能來說，設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意，成功完成了此次實(shí)習(xí)要求，我們不只在乎這一結(jié)果，更加在乎的，是這個(gè)過程。同時(shí)這次實(shí)習(xí)給我們帶來前所未有的的啟發(fā)： 首先，查閱資料的必要性。雖然過去從未獨(dú)立應(yīng)用過它們，但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。使得調(diào)試也條理分明。//0~9段碼unsigned int s,t,i,sj1,sj2,sj3,mqs,sx1,sjtz,sja,sjb。 //延時(shí)函數(shù)void scanLED()。void main() //主函數(shù){EA=1。 //定時(shí)器1中斷允許 TH0=0x00。csbds=0。opto=0xff。sj3=450。 //調(diào)用超聲波測(cè)距程序if(ssj3) //大于時(shí)顯示CCC{buffer[2]=0x39。buffer[1]=0x40。 //調(diào)用判斷百位數(shù)為零模塊，百位為零時(shí)不顯示 scanLED()。 i++) //3位數(shù)顯示 { P3=~digitamp。 //延時(shí)處理 P1=0xff。 //循環(huán)右移1位 }}void timeToBuffer() //轉(zhuǎn)換段碼功能模塊{xm0=s/100。buffer[1]=convert[xm1]。TL1=0x57。}}void csbcj() //超聲波測(cè)距子程序{if(cl==1){ TR1=0。 //超聲波脈沖個(gè)數(shù)10個(gè)while(i){csbout=!csbout。while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波{i++。TL1=0x57。 //計(jì)算測(cè)量結(jié)果TR1=1
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