【正文】 } // Initialization function for device, // Call Init_Device() from your main program void Init_Device(void) { PCA_Init()。 XBR1 = 0xC3。 CPT0MD = 0x80。 } void Comparator_Init() { int i = 0。 } } ///////////////////////////////////// // Generated Initialization File // ///////////////////////////////////// 31 include // Peripheral specific initialization functions, // Called from the Init_Device() function void PCA_Init() { PCA0CN = 0x40。 } if(CCF2 == 1) //如果收到回波，那么開(kāi)始處理 { CCF2 = 0。 delay(50000)。 delay(50000)。 WriteGraphic(5,32,16,8,DISP[10])。 WriteGraphic(3,32,16,8,DISP[2])。 //關(guān)閉發(fā)送 40KHZ 的方波 TH1 = 0x00。 WriteGraphic(5,56,16,8,DISP[13])。 WriteGraphic(3,88,16,8,DISP[5])。 } //EA = 1。 // WDTE = 0 （清除看門狗使能） // WDTE = 0 （清除看門狗使能） PCA0MD = 0x00。 25 附錄 I 硬件原理圖 26 附錄 II 元器件清單 Comment Footprint Designators 0805C C25 C20 C19 C18 C17 5 0805C C9 C30 C29 C27 C26 C22 C21 C16 C15 C14 C13 C12 C3 C2 C1 C7 C4 17 0R 1206 R5 R43 R42 R4 4 100R 0805 R39 R38 R37 R8 4 100uf/50V 10K 0805 R40 R29 R28 R27 R26 R24 R23 R22 R21 R20 R16 R15 R9 13 12V 0805LED D6 1 1K 0805 R36 R33 R7 R6 R2 R35 R34 7 1N4148 LL34 D9 D8 2 1N5819 D5 1 1uf 0805C C11 C28 C24 C23 C10 C8 C6 C5 8 20K 0805 R11 R10 2 2K 0805 R17 R12 2 0805LED D7 1 330R 805 R3 1 805 R25 1 430R 805 R19 1 430R 805 R18 1 430R 805 R14 1 430R 805 R13 1 470uf/16V 47uf/25V 47UF_SMD E5 1 47uH L1 1 805 R41 1 560R 805 R1 1 5V 0805LED D4 1 74LS04 SO14 U5 1 7805 DPAK U1 1 AD620 DIP8 U7 1 AMS1117 SOT223C U3 1 BAT54SLT1_1 SOT231 D11 D10 2 BELL C8051F410/2 LQFP32 U4 1 CON10 IDE10 J2 1 CON16 LM160801 J4 1 CON3 CON3 J3 1 CON4 J1 1 27 LM358 SO8 U10 1 MAX765 DIP8 U2 1 MMBT2222 SOT231 Q1 1 POT TO220A VR1 1 RESS 805 R32 1 RESS 805 R31 1 RESS 805 R30 1 SM4007 SM1 D3 D2 D1 3 SPEAKER SWPB SW1 S3 1 TL084 SO14 U9 U8 2 28 附錄 III 程序清單 主程序 include // 包含了數(shù)據(jù)代碼定義 include // 包含了所有外設(shè)的初始化 include xdata unsigned int DISBUF[17]。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的歷程中，自己遇到了許多想不到的困難。它能使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的把握，并在此基礎(chǔ)上做到融會(huì)貫通。 通過(guò)親手做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)的匱乏和能力的欠缺，我覺(jué)得自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)、理解是比較膚淺的。將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換為時(shí)間值，這個(gè)要根據(jù)時(shí)鐘頻率，分頻系數(shù)等決定。得到一個(gè)比較輸出信號(hào)。 首先，在焊接完成后，調(diào)試屏幕顯示部分，發(fā)現(xiàn)顯示背光異常，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)原理圖繪制錯(cuò)誤導(dǎo)致， 在電路板后側(cè)割線，飛線完成。由于需要焊接一些 SMD器件，所以我選擇了 的細(xì)焊錫絲。 空中有各種干擾信號(hào)，如 工業(yè)粉塵，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)發(fā)出的噪聲。 CPU 接收回波信號(hào)后，立即產(chǎn)生中斷同時(shí)立即停止計(jì)數(shù)。單片機(jī)將測(cè)得 14 圖 40KHZ超聲波 接收處理 電路 的時(shí)間 與聲速相乘再除以 2即可得到測(cè)量值，最后經(jīng)液晶顯示屏將測(cè)得的結(jié)果顯示出來(lái)。 信號(hào)再進(jìn)入由 TL084 組成的一階濾波電路同時(shí)進(jìn)行兩倍信號(hào)放大。 反相器的作用是防止單片機(jī)初始化時(shí)超聲波探頭瞬間動(dòng)作。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素，采用 C8051F 單片機(jī)作為主控制器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LCD 液晶屏 數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以用單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來(lái)完成。在一次上電復(fù)位之后的 MCU 初始化期間， WDT 可以一直被允許。在使用 JTAG 調(diào)試時(shí)，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。 超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過(guò)接收電路處理后，向單片機(jī) 輸入一個(gè)低電平脈沖。 開(kāi) 始 測(cè) 量 超聲波信號(hào) 開(kāi)定時(shí)器 關(guān)定時(shí)器 數(shù)據(jù)運(yùn)算 顯示器 接收檢測(cè) 電聲換能器 電聲換能器 驅(qū)動(dòng)電路 8 3 超聲波硬件 設(shè)計(jì)方案 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共 四個(gè)模塊組成。 壓電型超聲波傳感器的工作原理：它是 利用壓電效應(yīng)的原理，壓電效應(yīng)有逆效應(yīng)和順效應(yīng)，超聲波傳感器是可逆元件，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應(yīng)的原理。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)單片機(jī)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返 回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲測(cè)距是一種非接觸式的檢測(cè)方式。 (4)化學(xué)效應(yīng)。另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開(kāi)”成一空洞，稱為空化。 聲波同時(shí)又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí)，它就可以通過(guò)與傳播超聲 波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu)（用作治療）。特別是20 世紀(jì) 80年代初出現(xiàn)的超聲體外機(jī)械波碎石術(shù)和超聲外科，是結(jié)石癥治療史上的重大突破。 1922 年，德國(guó)出現(xiàn)了首例超聲波治療的發(fā)明專利。 (3)基礎(chǔ)研究。超聲波的波長(zhǎng)比一般聲波要短，具有較好的 方向性，而且能透過(guò)不透明物質(zhì)，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測(cè)厚、測(cè)距、遙控和超聲成像技術(shù)。 同時(shí)由于 本設(shè)計(jì) 有著 對(duì)于被測(cè)物處于黑暗、有灰塵 、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力 特別是應(yīng)用于空氣測(cè)距，由于空氣中波速較慢，其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信 息很容易檢測(cè)出來(lái)，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高 ， 而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、信號(hào)處理可靠等特點(diǎn)。因此在距 離 測(cè)量、機(jī)械手控制、車輛自動(dòng)導(dǎo)航、物體識(shí)別等方面有廣泛應(yīng)用。在新的世紀(jì)里面貌一新的測(cè)距儀將發(fā)揮更大是的作用。s system39。 在分析國(guó)內(nèi)外單片機(jī) 超聲波測(cè)距儀相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究成果，對(duì)超聲波測(cè)距 系統(tǒng)的研制進(jìn)行了深入探討和研究。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位、高精度 的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求，如聲納的發(fā)展趨勢(shì) 基本為：研制具有更高定位精度的被動(dòng)測(cè)距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低 頻線譜檢測(cè)的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測(cè)和識(shí)別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題；大力降低潛艇自身噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。 測(cè)距儀的 現(xiàn)狀及超聲波測(cè)距 優(yōu)勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)水平 的提高， 石油、化工、機(jī)械、汽車工業(yè)等各類工業(yè) 都得到了迅猛的發(fā)展 ， 但隨 之而來(lái)的技術(shù)落后嚴(yán)重制約著工業(yè)的發(fā)展步伐，其中，距離的測(cè)量尤為突出。 利用超聲測(cè)距技術(shù)與單片機(jī)設(shè)計(jì)制作出超聲波距離測(cè)量?jī)x。我們?nèi)祟惗淠苈?tīng)到聲波頻率為 2020200HZ，當(dāng)聲波的頻率大于 20200HZ 或小于 20HZ時(shí)，我們便聽(tīng)不到。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲 全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn) ，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。特超聲對(duì)固體的作用可歸結(jié)為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準(zhǔn)粒子的相互作用。公開(kāi)的文獻(xiàn)報(bào)道始見(jiàn)于 1957 年。 (2)超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。 (2)空化作用。在液 體中進(jìn)行超聲處理的技術(shù)大多與空化作用有關(guān)。超聲波對(duì)光化學(xué)和電化學(xué)過(guò)程也有明顯影響。而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、信號(hào)處理可靠等特點(diǎn)。 機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 7 圖 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)構(gòu)成 圖 超聲波測(cè)距系統(tǒng)框圖 單片機(jī) C8051F410 發(fā)出短暫的 40kHz 信號(hào)，經(jīng)放大后通過(guò) 超聲波換能器輸出；反射后的超聲波經(jīng)超聲波換能器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對(duì)此信號(hào)鎖定，產(chǎn)生鎖定信號(hào)啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，讀出時(shí)間 t，再由系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、判別后，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果被送至LCD 液晶屏 進(jìn)行顯示。 單片機(jī) 的晶振 采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。 片內(nèi)還集成了 VDD監(jiān)視器， WDI,和時(shí)鐘振蕩器，片內(nèi) FLASH 存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，并可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以關(guān)閉任何一個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗。 擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)向 CIP51 提供 22 個(gè)中斷源，標(biāo)準(zhǔn)（ 8051 只有 7個(gè)中斷源）允許大量的模擬和數(shù)字外設(shè)中斷微控制器，一個(gè)中斷驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)需要較少的 MCU干預(yù)， 10 卻有更高的 執(zhí)行效率，在設(shè)計(jì)一個(gè)多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)，這些增加的中斷源是非常有用的。當(dāng)然還可以設(shè)置若干個(gè)鍵，以用來(lái)控制電路的工作狀態(tài)。圖為超聲波測(cè)距儀 的 MCU 及其超聲波驅(qū)動(dòng)電路 原理圖，圖中采用 13 C8051F 單片機(jī)作為主控制器 ， 通過(guò) 單片機(jī) 的 端口輸出超聲波換能器所需的 的 方波信號(hào) ， 信號(hào)又經(jīng)過(guò)兩極 74LS04 反相器 后驅(qū)動(dòng)超聲波探頭發(fā)射超聲波。 圖 40KHZ 超聲波接收 處理 電路 電路圖如圖 。 信號(hào)在進(jìn)入單片機(jī)前流經(jīng)由 LM358 組成的鉗 位電路，此電路將電流信號(hào)降壓到 用于保護(hù)單片機(jī) 防止單片機(jī)被燒毀。 T0 用于記錄發(fā)射至接收的時(shí)間間隔 t(單位為 ms)?？稍O(shè)定 T1 的定時(shí)值，用來(lái)控制嘟聲間隙時(shí)間和閃爍顯示時(shí)間。 程序中有關(guān)存儲(chǔ)器、 寄存器及標(biāo)志位的內(nèi)容及用途 32H 掃描顯示循環(huán)數(shù) 40H 個(gè)位顯示符寄存器 41H 十位顯示符寄存器 42H 百位顯示符寄存器 44H 嘟聲方波脈寬值 45H 閃爍顯示間隙系數(shù) 50H 1信號(hào)低 8 位 51H 1信號(hào)高 8 位 52H 2信號(hào)低 8 位 53H 2信號(hào)高 8 位 54H 3信號(hào)低 8 位 55H 3信號(hào)高 8 位 56H 4信號(hào)低 8 位 57H 4信號(hào)高 8 位 R2 信號(hào)計(jì)數(shù)器 R3 連續(xù)無(wú)回波計(jì)數(shù)器標(biāo)志位： 11H 1信號(hào)存儲(chǔ)標(biāo)志 12H 2信號(hào)存儲(chǔ)標(biāo)志 13H