【正文】 致 謝本文研究工作是在我的導師尹建平老師的精心指導和悉心關(guān)懷下完成的，從開題伊始到論文結(jié)束，我所取得的每一個進步、編寫的每一段程序都無不傾注著導師辛勤的汗水和心血。} 本章小結(jié)本章主要結(jié)合超聲測距系統(tǒng)的硬件設計方案，給出具體實現(xiàn)時單片機涉及到的軟件結(jié)構(gòu)及其相關(guān)編程。 //溫度為負則聲速}}else speed=。} //若溫度小于 0,tu=1 c=4。 //先置位溫度正負標示為正if(r) { write(0xCC)。單片機的外部中斷的響應是服務程序。TL0=0xA0。 //計算距離hextobcd()。 //等待超聲波返回TR1=0。while(i)。 //顯示sta_flag=0。所以系統(tǒng)最小測量約為 112mm；如圖 42 所示：圖 42 主程序流程圖系統(tǒng)主程序如下：void main(void){uchar i,j。圖 38 DS18B20 溫度測量電路 報警部分采用一個蜂鳴器，由 輸出一定頻率的信號，在連接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個三極管 9012 的放大。將 DS18B20 數(shù)據(jù)線與單片機的 口相連，就可以實現(xiàn)溫度測量，如圖 38 所示。74ACQ574 為三態(tài)輸出 D 型上升沿觸發(fā)器，圖 36 為其引腳圖，在輸入使能端 OE有效時，當時鐘脈沖 CLK 有上升沿跳變，觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，將鎖存的 8 路輸入數(shù)據(jù)(即單片機 P2 口送出的字符數(shù)據(jù) )送出顯示。圖 34 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖問題 3 動態(tài)掃描其實指的是我們采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的 COM端，這樣各個顯示器輪流點亮。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。LS2U CM 402314111TL082R2R3RpV CCV CCU 0U iIfIi圖 33 前置放大電路圖電路如圖 33 所示，超聲換能器的輸出電阻比較大，因此前置放大器必須有足夠大的輸入阻抗(Input Impedance)；換能器的輸出電壓很大前置放大電路是由一個高精度、高輸入阻抗放大器 TL082 及電阻 R2 、R3 和 Rp 構(gòu)成，組成反向比例放大電路，這樣可以減小地線噪聲的影響。接收換能器對超聲波脈沖的直接接收能力將決定該系統(tǒng)最小的可測距離。本系統(tǒng)單片機的 發(fā)出了一組方波脈沖信號，輸出波形穩(wěn)定可靠，但由于輸出電流和輸出功率非常低，所以還不足以推動發(fā)射傳感器發(fā)射足夠的超聲波信號，所以在這里加入了一個單電源乙類互補對稱功率放大電路，如圖 32 所示。 發(fā)射電路設計方案一、發(fā)射電路輸出波形分析傳感器的發(fā)射電壓大小一般是由發(fā)射信號損失及接收機的靈敏度決定；考慮實際發(fā)射傳感器最大輸入電壓為 20V，而單片機輸出的最大正常工作電壓為 5V，功率傳感器傳輸?shù)男盘栔苯記Q定超聲波距離傳感器信號的發(fā)射，所以在相同的時間內(nèi)電壓應考慮如何增加他們的功率，以使發(fā)射電路是比較合理的。由于從接收傳感器探頭 UCM40T 傳來的超聲波回波很微弱，只有幾十個 mV 級，同時又有著較強的噪聲，所以必須考慮放大信號和抑制噪聲?？諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系可表示為： )/( smTTC ???? (23) 聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離：L=1/2(+)t。文中所采用的探頭是40KHz 的收發(fā)分體式超聲傳感器，由發(fā)射傳感器 UCMT40KI 和接收傳感器 UCMR4OKI 組成，其特性參數(shù)如表 21 所示。當壓電陶瓷改變交流電壓的大小和方向，根據(jù)壓電效應，壓電陶瓷片將產(chǎn)生機械變形，機械變形是與在一定范圍內(nèi)所施加的電壓大小和方向成比例的。流體動力型中包括有氣體、液體兩種類型的哨笛。當壓電式超聲波發(fā)生器的兩極外加脈沖信號，頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率的時候，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波。超聲波引起質(zhì)點的運動，盡管位移和速度不大，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，有時足以破壞介質(zhì)。橫波只能傳播在固體里，縱波能在氣體、液體和固體中傳播，表面波隨深度的增加而衰減更快。超聲波經(jīng)障礙物反射回來，超聲波接收頭接收此信號，然后通過接收電路的處理，指定接收口就變?yōu)榈碗娖剑x取單片機中定時器的值。例如，液面測量就是一種距離測量，一般的電極法是采用的差位分布電極，再通過電或脈沖來檢測液面，但是電極長時間浸泡在水中或其他液體中，容易被腐蝕或者電解，從而失去靈敏性。因此可廣泛應用于紙業(yè)、礦業(yè)、電廠、化工業(yè)、水處理廠、污水處理廠、農(nóng)業(yè)用水、環(huán)保檢測、食品（酒業(yè)、飲料業(yè)、添加劑、食用油、奶制品） 、防汛、水文、明渠、空間定位、公路限高等行業(yè)中。s daily work and of the system consists of two parts , namely hardware and software programs. The hardware circuit includes a transmitter circuit, a receiver circuit, the microcontroller circuit, a power supply circuit and a display circuit , in addition to the LCD control circuit and a reset circuit. I used to AT89S51 core, lowcost, highprecision, miniaturized ultrasonic rangefinder digital display hardware circuits. The entire circuit is modular in design , the signal transmission and reception , power , temperature measurement and display module. Signal amplification and detection probe launch after launch out MCU timer is started , the original way back after the ultrasound was launched , after amplification bandpass filtering plastic and other sectors, then the microcontroller receives the counter to stop working and get the time . After the temperature measurement to the microcontroller, the speed through the process of correcting a bination of both to achieve Ultrasonic Ranging function. Software program from the main program , launch subroutine receives subroutine , preset routines, subroutines and other display modules . It controls the microcontroller for data transmission and reception , at a certain temperature correction of ultrasonic velocity , as well as data on the LCD display correctly . Another procedure controls the microcontroller to eliminate the influence of the probe for transmitting and receiving ultrasonic waves . Acpanied by the relevant part of the hardware schematics, program flow .The actual environment of great influence on the ultrasonic wave , such as an external electromagic interference power interference channel interference , etc., the temperature of the air is also a great influence on the speed of the ultrasonic wave . Besides measuring the power supply also make great error of poor students . Redesign process to consider these factors , and gives some solutions.【Key words 】： AT89S51 Ultrasonic wave Ranging目 錄一、緒論 ..................................................................................................................1 課題研究的背景及意義 ...................................................................................1 超聲檢測在國內(nèi)發(fā)展綜述 ...............................................................................1 本文主要研究內(nèi)容 ..........................................................................................2二、 超聲波測距原理與方法 ...................................................................................4 超聲波簡介 .....................................................................................................4 超聲波的三種形式 ...................................................................................4 超聲波的物理性質(zhì) ...................................................................................4 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用 ........................................................................4 超聲波傳感器介紹 ..........................................................................................5 超聲波的測距原理及結(jié)構(gòu) ........................................................................5 超聲波傳感器選擇 ....................................................................................7 超聲波測距的原理 ....................................................................................7 發(fā)射脈沖波形 ...........................................................................................8 本章小結(jié) ........................................................................................................9三、 系統(tǒng)硬件設計 ........................................