基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 e operation of the system, the most important part of the system main program, alarm and display subroutine, ultrasonic transmitting and receiving the interrupt program. The circuit of the system in the premise of reasonable design, pay attention to the performance, finally do the test quickly and accurately, in the life of the application is very extensive, this design is mainly used in automotive radar and anticollision alarm, in reducing the effect of traffic accidents significantly。 alarm device 第1章 緒論 通過大學(xué)四年電子信息工程專業(yè)的學(xué)習(xí)，我基本掌握了有關(guān)超聲波的一些物理性質(zhì)，最開心的是學(xué)習(xí)了一些有關(guān)51單片機(jī)的知識(shí)。因此在污水處理廠、礦業(yè)、電廠、明渠、空間定位等有一定危險(xiǎn)性和會(huì)產(chǎn)生污染的行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。 當(dāng)今社會(huì)汽車行業(yè)的發(fā)展日新月異，小轎車也進(jìn)入了千家萬戶，給我們的交通出行帶來了更多便利的同時(shí)也帶來了日益嚴(yán)重的交通問題，例如現(xiàn)在一些駕齡不長駕駛技術(shù)不過硬的駕駛員遇到有點(diǎn)麻煩的倒車問題時(shí)往往會(huì)不知所措，在視野昏暗或路況不明時(shí)一不小心就會(huì)給自己和社會(huì)他人帶來傷害和財(cái)產(chǎn)損失，導(dǎo)致爭吵與糾紛等問題，嚴(yán)重的還會(huì)威脅駕駛員的生命。 查閱資料我發(fā)現(xiàn)了超聲波測(cè)量距離的方法五花八門，比較流行的有聲波幅值檢測(cè)法和往返時(shí)間檢測(cè)法。從上面可以看出這種測(cè)試方法十分簡單，但由于超聲波容易衰減和受溫度影響大等因素，我還要設(shè)計(jì)一些系統(tǒng)來解決問題。 超聲波傳感器的作用是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成需要的超聲能的一種器件，它有多種結(jié)構(gòu)形式，主要分為直探頭、斜探頭、收發(fā)一體式探頭和收發(fā)分體式雙探頭等?？紤]到壓電材料的多寡和經(jīng)濟(jì)因素及介質(zhì)等因素，本設(shè)計(jì)采用雙壓電陶瓷制作超聲波傳感器。 在設(shè)計(jì)開始之前我通過導(dǎo)師的提醒得知，發(fā)射換能器需要發(fā)射出40 kHz的脈沖方波信號(hào)，才能來帶動(dòng)發(fā)射頭中壓電晶片的起振，如果發(fā)射出的頻率偏離理想值比較多，無論是沒有達(dá)到還是超過較多都會(huì)導(dǎo)致接收器的靈敏度明顯降低，測(cè)試出來的距離與實(shí)際會(huì)相差很多，這種有問題的設(shè)備用在汽車倒車測(cè)試中是非常危險(xiǎn)的。因?yàn)榘l(fā)射出超聲波遇到障礙物除了發(fā)生反射，還會(huì)發(fā)生折射再加上環(huán)境因素的干擾，接收到超聲波一定會(huì)減弱，所以在試驗(yàn)時(shí)要注意當(dāng)測(cè)試距離增大到一定值時(shí)，檢查直流電壓的變化是否幅度太大。當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到25mv時(shí)，P30輸出端的電平由高變低，中斷請(qǐng)求信號(hào)立即生成，最后系統(tǒng)處理接收到的超聲波。其中顯示管可以顯示每次測(cè)量到的電壓，考慮到單片機(jī)接口資源，串行顯示的模式適合此次設(shè)計(jì)的LED輸出設(shè)備。具體原理圖如下圖33：圖3 3 顯示電路 在設(shè)計(jì)報(bào)警方案之前，我簡單的理解就是做一個(gè)喇叭連接在電路中。當(dāng)測(cè)試距離超過了設(shè)定的最大距離時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警提醒。復(fù)位電路之所以能夠自動(dòng)的開啟和關(guān)閉，是因?yàn)殡S著系統(tǒng)電路的電流變化，相關(guān)復(fù)位引腳檢測(cè)到出現(xiàn)1個(gè)以上的整數(shù)高電平變化時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。相關(guān)電路如下圖36所示：圖3 6 晶振電路 我設(shè)計(jì)的電路完成12個(gè)時(shí)鐘周期就完成了一個(gè)機(jī)器周期，諧振是晶振最理想的工作狀態(tài)，其中為了避免因溫度的變化導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差比較大，需要加強(qiáng)晶振的穩(wěn)定性。然后為了減少信號(hào)脈沖從發(fā)射電路直達(dá)接收電路造成的損失，我增設(shè)了調(diào)用子程序，它負(fù)責(zé)接收發(fā)射端的超聲波信號(hào)再轉(zhuǎn)化給接收端，但相比它對(duì)信號(hào)的保護(hù)和電路的維護(hù)來說是微不足道的；當(dāng)返回的信號(hào)脈沖被外部中斷電路接收到，在整個(gè)電路的作用下，當(dāng)主程序成功的執(zhí)行后，根據(jù)公式（2），就可以測(cè)試出我們需要的距離。 測(cè)試儀器無法滿足較遠(yuǎn)距離的測(cè)試，所以需要設(shè)計(jì)相關(guān)程序來告知使用者，當(dāng)需要側(cè)量的距離值超過儀器的工作范圍時(shí)，系統(tǒng)電路會(huì)促使蜂鳴器發(fā)聲，起到提醒的作用。表4 1 測(cè)試結(jié)果實(shí)驗(yàn)一：實(shí)際距離測(cè)量距離誤差實(shí)驗(yàn)二：實(shí)際距離測(cè)量距離誤差實(shí)驗(yàn)三：實(shí)際距離測(cè)量距離誤差 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我清楚地認(rèn)識(shí)到了自己以前所學(xué)的知識(shí)是一種寶貴的財(cái)富，以后我需要更加認(rèn)真的學(xué)習(xí)，最重要的是提高了實(shí)踐和創(chuàng)新的能力；具體來說就是運(yùn)用學(xué)到的單片機(jī)和電路知識(shí)，根據(jù)超聲波的測(cè)式原理與方法，具體設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有關(guān)硬件電路，編寫系統(tǒng)的相關(guān)軟件程序，實(shí)現(xiàn)了超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。從開題伊始到答辯結(jié)束，我所寫得每一段文字、繪制的每個(gè)圖形、編寫的每個(gè)程序、收獲的每份感動(dòng)都無不傾注著導(dǎo)師的心血和汗水、同學(xué)們親切的提醒和同事們不厭其煩的幫助。附錄附錄一 系統(tǒng)焊接圖附錄二 系統(tǒng)實(shí)物圖 附錄三 系統(tǒng)主程序 TMOD=0x01。 //2毫秒定時(shí)EA=1。 //按鍵消抖 if(on==0) { onoff=1。 //停止 while(off)。 //恢復(fù)高電平,停止發(fā)射 TH0=0。 //T0開始計(jì)數(shù) for(x=0。} } else { bwei=shwei=gwei=10。 //停止計(jì)數(shù) COUNT=(TH0*256+TL0
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