【正文】 } Write_Data(d)。 } Write_Data(d)。 Write_Comm(0x80)。 Delay(5)。 Delay(15)。 } /*******************讀數(shù)據(jù) ******************************/ uchar B20_RDAT(void) //讀取一個字節(jié) { uchar i = 0。 Delay(10)。 B20_WDAT(0xBE)。 tmp%=10。 if(fuhao) 25num[12]=num[12]|0x80。 fuhao=0。 else c=*temp*。 TL0 =0xA0。 TR1=1。_nop_()。_nop_()。 //計數(shù)器 1清零 sta_flag=1。 //啟動測距 sbit CNT =P2^5。 uchar B20_RDAT(void)。 //LCD E sbit DQ=P2^7。 uchar jsh,jsl。,39。,39。 return cm。 else speed=332T_C*。tu=1。 tu=0。 TL0=0xA0。 hextobcd()。 TR1=0。 while(i)。 sta_flag=0。所以系統(tǒng)最小測量約為 112mm； 系統(tǒng)主程序如下： void main(void) { uchar i,j。使用時，可將 P0 與 LCD 的數(shù)據(jù)線相連， P2口與 LCD 的控制線相連，如圖所示 。輸入為低電平時，輸出為高電平。靜態(tài)掃描顯示編程容易，顯示比較清晰，亮度一般較高 。 問題 3 動態(tài)掃描顯示接口是單片 機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。綜合課題的實際要求由數(shù)碼管，通過單片機編程實現(xiàn) 顯示，表示距離的 XXXcm數(shù)值。電路的電壓放大倍數(shù)為 : 23RRUUAiuf ???? (35) 利用反相比例放大器可實現(xiàn)對交直流輸入信號的放大，且電路結(jié)構(gòu)簡單，只需要調(diào)節(jié) 2R 和 3R 阻值即可實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。所以需要一個前置放大電路將這一微小交變電壓信號充分放大，同時考慮可能出現(xiàn)干擾信號，放大有用信號的同時加入濾波電路，驅(qū)動后面的比較器輸出電位跳變，作為確定接收到的時刻。測距所用超聲波一般都是間斷單脈沖發(fā)射，每測距一次，發(fā)送、接收一次。發(fā)射部分的電路，如圖 31 所示。由于單片機端口輸出功率很弱，在此電路上加功率放大電路使測量距離滿足要求，驅(qū)動超聲傳感器 UCM40T1 發(fā)射超聲波距離足夠遠。s(8個 40KHz方波脈沖 )發(fā)射脈沖寬度 。減小發(fā)射脈沖寬度，可以提高測量精度，減小測量盲區(qū)，但同時也減小了發(fā)射能量，對接收回波不利。綜合以上分析，本設(shè)計將采用渡越時間法。一般電子市場上出售的超聲波傳感器常見的有收發(fā)一體式和收發(fā)分體式兩種。 超聲波傳感器采用雙晶振子，即把雙壓電陶瓷片以相反極化方向粘在一起，在長度方向上，一片伸長另一片就縮短。也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為兒交流電壓， 它就會產(chǎn)生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣等媒介，便會發(fā)出超聲波。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動。流體動力型中包括有氣體與液體兩種類型的哨笛。 s－ 1 表示，則有關(guān)系式 (21) s=vt／ 2 (21) 在精度要求較高的情況下，需要考慮溫度對超聲波傳播速度的影響，按式 (22)對超聲波傳播速度加以修正，以減小誤差。反之，如果兩電極間未外加電壓，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，就成為超聲波 4接收器。 壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用 (1) 機械作用 超聲波傳播過程中，會引起介質(zhì)質(zhì)點交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機械效應(yīng)。 超聲波的三種形式 超聲波在介質(zhì)中可以產(chǎn)生三種形式的 振蕩波：橫波，質(zhì)點振動方向垂直于傳播方向的波；縱波，質(zhì)點振動方向與傳播方向一致的波；表面波，質(zhì)點振動介于縱波和橫波之間，沿表面?zhèn)鞑サ牟?。因此，超聲在空氣中測距在特殊環(huán)境下有較廣泛的應(yīng)用。超聲波是指頻率在 20kHz以上的聲波，它屬于機械波的范疇。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。硬件電路主要包括單片機電路、發(fā)射電路、接收電路、顯示電路和電源電路，另外還有復(fù)位電路和 LED控制電路等。 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）正文字數(shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 。 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)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。我采用 以 AT89C51單片機為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路。 實際的環(huán)境對超聲波有很大的影響，如外部電磁干擾電源干擾信道干擾等等，空氣的溫度對超聲波的速度影響也很大。超聲波也遵循一般機械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進入 介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于實現(xiàn)實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的指標(biāo)要求，因此為了使移動機器人能夠自動躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的位置信息（距離和方向）。橫波只能在固體中傳播，縱波能在固體液體中和氣體中傳播，表面波隨深度的增加其衰減很快。超聲波引起質(zhì)點的運動，雖然位移和速度不大，但是與超聲波振動的頻率的平方成正比的質(zhì)點的加速度卻很大，有時足以達到破壞介質(zhì)的程度。它有兩個壓電晶片和一個共振板。在超聲波電路中，發(fā)射端輸出一系列脈沖方波，脈沖寬度越大，輸出的個數(shù)越多，能量越大，所能測的距離也越遠。 v=331． 4+0． 607T (22) 式中， T 為實際溫度單位為℃， v 為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度單位為 m／ s。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動力型傳感器稱為“哨”或“笛”。因此，用這種材料可以制成超聲傳感器。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機械波作用，這將會使其產(chǎn)生機械變形，這種機械變形是與超聲機械波一致的，機械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機械波相同的電信號。在雙晶振子的兩面涂敷薄膜電極，其上面用引線通過金屬板 (振動板 )接到一個電極端，下面用引線直接接到另一個電極端。其中收發(fā)一體式就是發(fā)送器和接受器為一體的傳感器，即可發(fā)送超聲波，又可接受超聲波 。 7 圖 26 測距原理 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 c 與空氣溫度有關(guān)，一般來說，溫度每升高 1 攝氏度，聲速增加 米／秒。但是根據(jù)實際的經(jīng)驗，過寬的脈沖寬度會增加測量盲區(qū)，對接收回波及比較電路都造成一定困難。長距離 (2m外 )發(fā)射 800181。 由于 從接收傳感器探頭 UCM40T 傳來的超聲 波 回波很微弱（幾十個 mV 級），又存在著較強的噪聲，所以放大信號和抑制噪聲是放大電路必須考慮。圖中輸出端上拉電阻 R31， R32，一方面可以提高反向器 74HC04 輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。間斷地激發(fā)換能器晶片振動。 前置放大電路單元的作用是對有用的信號進行放大，并抑制其它的噪聲和干擾，從而達到最大信噪比，以利于后續(xù)電路的設(shè)計。圖中 運放的同相輸入端接有電阻 pR ，參數(shù)選擇時應(yīng)使兩輸入端外接直流通路等效電阻平衡，即 32 //RRRP ? ，靜態(tài)時使輸入級偏置電流平衡并讓輸入級的偏置電流在運算放大器的兩個輸入端的外接電阻上產(chǎn)生相等的壓降，以便消除放大器的偏置電流及漂移對輸出端的影響，故 PR 又稱為平衡電阻。 LED 數(shù)碼管顯示與單片機接口通常涉及以下幾個問題 : 數(shù)碼管顯示用共陰極管還是共陽極管 問題 1 采用共陰極數(shù)碼管還是共陽極數(shù)碼管沒有太明顯的優(yōu)缺點。其接口電路是把所有顯示器的 8 個筆劃段 a— h 同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM是各自獨立地受 I/O 線控制。但要求占用很多 I/O接口線和增用不少硬件芯片，成本較高。本課題讓單片機 經(jīng)此芯片提升驅(qū)動能力從而控制數(shù)碼管的位選，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)掃描輸出。 其中， TC1602 第 4 腳 RS 為寄存器選擇，第 5 腳 RW 為讀寫信號線，第 6 腳 E 為使能端。 for(i=0。 waitforstarting: while(START)。 BUZZER=1。 jsh=TH1。 sta_flag=0。 P0=0。 if(r) { write(0xCC)。} c=4。 } }else speed=。 } 系統(tǒng)原理圖 22 源程序 include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar code dispBUF[33]={Temperature: Distance: mm }。339。739。 //計數(shù)器的高低位 uchar count=0。 //DS18B20 數(shù)字端口 sbit Busy = P0^7。 void Init_18B20(void)。 //發(fā)射超聲波 sbit CSBIN =P2^6。 count++。_nop_()。_nop_()。 delay15(50)。 P0 =0。 t=jsh*256+jsl120。 if(temp0x8000) tp=temp*。 num[13]=tmp/10(tmp/100)*10。 num[28]=tmp/1。 a = B20_RDAT()。 DQ = 0。 uchar dat = 0。 } return (dat)。 DQ = 1。 for(a=0。 } Write_Comm(0xc0)。 } } /*********檢查 LCD 忙狀態(tài) ***********/ bit LCD_BUSY() { bit BS。(b29)) { d=numcode[num[b]]。 } if(14==a) { d=0xdf。 Write_Comm(0x01)。0x01。 if(DQ) dat |= 0x80。 Delay(20)。 } /***************18B20 復(fù)位函數(shù) ***********************/ void Init_18B20() 26{ DQ = 1。 B20_WDAT(0xCC)。 num[27]=tmp/10。 num[12]=tmp/100。 unsigned