超聲波測距儀畢業(yè)設(shè)計論文-預(yù)覽頁
【正文】 386 超聲波測距儀原理框圖如下圖單片機發(fā)出 40kHZ 的信號，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經(jīng)放大器放大，進(jìn)行檢波處理后，啟動單片機中斷程序，測得時間為 t，再由軟件進(jìn)行判別、計算，得出距離數(shù)并送 LED 顯示。(2).對設(shè)計的電路進(jìn)行分析能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動化的使用要求。目前在近距離測量方面常用的是壓電式超聲波換能器。此次設(shè)計采用反射波方式。第三章 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。顯示電路采用簡單實用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用 74LS244 驅(qū)動，位碼用 PNP 三極管 8550 驅(qū)動。 5l 系列單片機提供以下功能：4 kB 存儲器；256 BRAM；32 條工／O 線；2 個16b 定時／計數(shù)器；5 個 2 級中斷源；1 個全雙向的串行口以及時鐘電路。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可采用多個超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射／接收的設(shè)計方法。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器。實驗證明用CX20226A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。其中只畫出前方測距電路的接線圖，左側(cè)和右側(cè)測距電路與前方測距電路相同，故省略之。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。其部分源程序如下： RECEIVE0：PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；關(guān)外部中斷 0 MOV R7, TH0 ；讀取時間值 MOV R6, TL0 CLR C MOV A, R6 SUBB A, 0BBH；計算時間差 MOV 31H, A ；存儲結(jié)果 MOV A, R7 SUBB A, 3CH MOV 30H, A SETB EX0 ；開外部中斷 0 POP ACC POP PSW RETI 主程序流程圖 軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序，如圖 41（a）（b ） (c) 所示。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計算出距離，主程序采用C 語言編寫。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0 停止計時，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1。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。根據(jù)所設(shè)計的電路參數(shù)和程序，測距儀能測的范圍為 ～，測距儀最大誤差不超過 1cm。設(shè)計的最終結(jié)果是使超聲波測距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。此次設(shè)計采用反射波方式。單片機用 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號，利用外中斷 0 口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。上位電阻 R1O、R11 一方面可以提高反向器 74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時間。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。適當(dāng)更改電容C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0 停止計時，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。外圍元件不是很多，所以調(diào)試應(yīng)該不會太難。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。BIT CL。 //顯示函數(shù)VOID TIMETOBUFFER()。VOID K3CL()。 //開中斷 TMOD=0X11。 TL0=0X00。 CSBINT=1。 JPJS=0。 K4CL()。 IF(SSJ3) { BUFFER[2]=0X76。 BUFFER[1]=0X40。 //將值轉(zhuǎn)換成 LED 段碼 OFFMSD()。 }}VOID SCANLED() //顯示功能模塊{ DIGIT=0X04。OPTO。 //P1 口置高電平（關(guān)閉） IF((P3amp。 XM1=(S100*XM0)/10。 BUFFER[0]=CONVERT[XM0]。 CSBDS++。 TH0=0X00。 } TR0=1。 IF(I=2450) //上限值 CSBINT=0。 T=TH0。 CL=0。 XX++。 SWITCH(JPJS) { CASE 1: K1CL()。 CASE 3: K3CL()。 } } }} VOID K1CL(){SJ1=SJ1+5。IF(SJ2500)SJ2=40。S=SJ3。}VOID OFFMSD() { IF (BUFFER[0] == 0X3F) BUFFER[0] = 0X00。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，在此也一并表示忠心地感謝！
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