【正文】 40H~43H 為顯示數(shù)據(jù)存放單元（ 40H 為最位） MOV R7 ,0BH CLEARDISP: MOV R0 ,00H INC R0 DJNZ R7 ,CLEARDISP MOV 20H ,00H MOV TMOD ,21H。* 中斷入口程序 * 。 *采用共陽(yáng) LED 顯示器 * 。2 DJNZ R7 ,DELA1 。?????????????????? 。 END 。 TR0 = 0。 } for (i=0。 time /=10。 while ( ! testok ) display(dispram)。 p2=0xff。 [10]陳大新 ,胡學(xué)同 ,周杏鵬 .利用 FPGA 改進(jìn)超聲波測(cè)距模塊設(shè)計(jì) [J].傳感器技術(shù) ,2020,24(2): 57～ 59 [11]朱偉芳 .一種便攜式長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) [J].江蘇電器 ,2020,5:1415 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 附錄 附錄 1 電路原理圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 附錄 2 程序源代碼 超聲測(cè)距器單片機(jī)程序 MCU AT89C51 XAL 12 MHz include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long extern void cs_t(void)。 。 舍去溫度低位中小數(shù)點(diǎn)后的四位溫度數(shù)值 SWAP A MOV TEMPER_NUM,A MOV A,TEMPER_L JNB ,TEMPER_COV1 。//*****************************************// 。 發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_1820 MOV TEMPER_NUM,A 。//*****************************************// 。 晶振為 12MHZ 左右 TEMPER_L EQU 36H TEMPER_H EQU 35H DQ BIT 。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電， I/O 口線要接 5KΩ 左右的上拉電阻。 64 位光刻 ROM的排列是：開(kāi)始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào)，接著的 48 位是該DS18B20 自身的序列號(hào)，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 81: 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 圖 81DS18B20的外形及管腳排列 DS18B20 的工作原理 DS18B20 的讀寫(xiě)時(shí)序和測(cè)溫原理與 DS1820 相同，只是 得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由 2s 減為 750ms。 (4)DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 。標(biāo)桿校正的示徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 意圖 下圖 71 所示 。 為了便于對(duì)溫度信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及處理，我們采用 DALASS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 集成溫度傳感器。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 7 軟硬件調(diào)試 調(diào)試 測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程。 單片機(jī)的抗干擾性 影響單片機(jī)系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行的主要因素主要來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝的影響。 （ 2）上電、掉電測(cè)試。 （ 3） 如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器 T0 溢出中斷將外中斷 0 關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 2 以表示此次測(cè)距不成功。通過(guò)單片機(jī)的 1 1 17 三個(gè)管腳的信號(hào)控制三個(gè)三極管的 B級(jí)，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。單片機(jī)用 端口輸出超聲波換能器所需的 40KMZ 方波信號(hào)，利用外中斷 0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。超聲波在大氣中傳播的速度受介質(zhì)氣體的溫度、密度及氣體分子成分的影響，即： ?s RTC M? 2 由上式知，在空氣中，當(dāng)?shù)芈曀僦粵Q定于氣體的溫度，因此獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)貧鉁乜梢杂行У奶岣叱暡y(cè)距時(shí)的測(cè)量精度。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ? XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。一般來(lái) 講，所要完成的任務(wù)不同，相應(yīng)的硬件配置和軟件配置也就不同。 一般情況下 ， 超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/ s， 根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t ，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 s， 即 s=340 t/2。于是， 在這種情況下 一種新的測(cè)距方法誕生了 超聲波測(cè)距。 圖 書(shū) 分類(lèi)號(hào)： 密 級(jí)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 AT89C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距 儀的設(shè)計(jì) BASED ON AT89C51 ULTRASONIC RANGEFINDER DESIGN 學(xué)生姓名 嚴(yán)海波 學(xué)院名稱 信電工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名稱 電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 高玉芹 2020 年 5 月 15 日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 摘要 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的振蕩源所引起的，其頻率在 20200Hz 以上。 超聲波可用于非接觸測(cè)量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，是利用計(jì)算超聲波在被測(cè)物體和超聲波探頭之間的傳輸來(lái)測(cè)量距 離的，對(duì)被測(cè)目標(biāo)無(wú)損害。 本系統(tǒng)的一個(gè)亮點(diǎn)就是利用超聲波測(cè)量距離， 超聲波 具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，而且超聲波傳播速度在相當(dāng)大范圍內(nèi)與頻率無(wú)關(guān) 。因此， 單片機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分 。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 3 理論分析與計(jì)算 測(cè)量與控制方法 聲波在其傳播介質(zhì)中被定義為縱波。聲速 確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離 。工程上常用的由氣溫估算當(dāng)?shù)芈曀俚墓饺缦拢? ? ? ?0C C 1 T 273 3 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 式中 C0=； T—— 為絕對(duì)溫度 ,單位 K 。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的 4 位共陽(yáng)LED 數(shù)碼管，段碼用 74LS244 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三極管 8550 驅(qū)動(dòng)。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極間未加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器了。 45顯示模塊 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序 主程序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器 T0 工作模式為 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷容許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接 收器引起的直射波觸發(fā)，需要延時(shí)約（這也就是超聲波測(cè)距器會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因）后，才打開(kāi)外中斷 0 接收返回的超聲波信號(hào)。 如下圖 52 所示： 圖 52超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序流程圖 超聲波的接收與處理 接收頭采用與發(fā)射頭配對(duì)的 UCM40R，將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘?hào)，經(jīng)運(yùn)算放大器 IC1A 和 IC1B 兩極放大后加至 IC2。在使用中用戶必然會(huì)遇到上電和掉電的情況，可以進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)電源，測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可抗性。這些都是單片機(jī)系統(tǒng)的干擾因素，常會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行失常，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，重則會(huì)導(dǎo)致事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。具體地說(shuō)，軟件測(cè)試是根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)各階段的規(guī)格說(shuō)明和程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而精心設(shè)計(jì)出一批測(cè)試用例，并利用測(cè)試用例來(lái)運(yùn)行程序，以發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤的過(guò)程。 DS18B20 采用了 DALASS 公司的 1WIRE 總線專(zhuān)利技術(shù)，能夠僅在占用控制器一個(gè) I/O 口的情況下工作（芯片可由數(shù)據(jù)線供電），極大的方便了使用者的調(diào)試使用，而且其在－ 10oC ～＋ 85oC 的工作環(huán)境下可以保持 177。 圖 7 1標(biāo)桿校正的示意圖 超聲波測(cè)距裝置首先測(cè)量距離已知為 h 的基平面（標(biāo)桿）聲波往返所用的時(shí)間，而后由測(cè)得的時(shí)間和距離 h 根據(jù)公式 ⑷ 求出當(dāng)?shù)芈曀佟? (5)溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。 DS18B20 測(cè)溫原理如圖 3 所示。光刻 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20 的目的。 CPU 對(duì) DS18B20 的訪問(wèn)流程是：先對(duì) DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作，數(shù)據(jù)操作。 DS18B20 初始化程序 。 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值 。 將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存 RET 。 讀 DS18B20 的程序 ,從 DS18B20 中讀出兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù) 。 四舍五入去溫度值 INC TEMPER_NUM TEMPER_COV1: MOV A,TEMPER_H ANL A,07H SWAP A ORL A,TEMPER_NUM MOV TEMPER_NUM,A 。 。 extern void delay(unit)。 TMOD=0x11。 if ( 1==testok) { 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 time = TH0。 dispram[2]=(uchar) (time % 10)。 i=300。 ET0 = 0。/ * 文件 3： */ 。延時(shí) 100 機(jī) 器周期 * 參數(shù)（ 1~~65535） 。2 DJNZ R6 ,DELA1 。******************************************************* 。****************************************************** 。T1 為 8位自動(dòng)重裝模式， T0 為 16 位定時(shí)器 MOV TH0 ,00H 。 START: MOV SP ,4FH MOV R0 ,40H 。**************************************