【正文】 超聲波測(cè)量在國(guó)防，航空航天，電力，石化，機(jī)械，材料等眾多領(lǐng)域具有廣泛的作用，它不但可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，保障安全，還可起到節(jié)約能源，降低成本的作用。 （ 2）具有多 用化的特點(diǎn)。 圖 控制電路程序流程圖 26 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)采用 8 位微處理器 AT89S52 為主控制器，通過超聲波傳感器采集距離信息，并通過主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和控制，同時(shí)通過紅外遙控器對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加以控制。如果鍵按下超過 108ms 仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（ 9ms）和結(jié)束碼（ ）組成。把上面的流程以一定的速度循環(huán)執(zhí)行就可以顯示出 “ 12” ，由于交替的速度非?？欤搜劭吹降木褪沁B續(xù)的 “12” 。由于采用了單片機(jī)AT89S52 并考慮整個(gè)系統(tǒng)的控制流程，整個(gè)系統(tǒng)軟件都有 AT89S52 系列單片機(jī)匯編語言實(shí)現(xiàn)。 19 紅外遙控接收電路VCC1 2 3IOGND VDDu8 1838R8100INT1 圖 紅外遙控接收模塊 遙控接收使用紅外接收模塊 1838 的外形封裝如圖 ： 圖 遙控接收使用紅外接收模塊 1838 的外形封裝 紅外接收頭的主要參數(shù)如下： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 38kHz 峰值波長(zhǎng)： 980nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平：≤ 輸出高電平：接近工作電壓 20 第五章 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)方案 超聲波測(cè)距程序設(shè)計(jì)方案 主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序 、報(bào)警子程序 及顯示子程序等部分 組成 。 Out2 1Y 1Y2 輸 出端 4 VS 功率電源電壓，此引腳與地必須連接 100nF 電容器 5； 7 Input1。具體的的硬件電路如圖 所示： 16 1KR111KR12VCC VCC112a11f102938b7e1d2dp3c4g546*1LEDa bcdefg1KR101KR9VCCVCC3 41 21 2 34dpR19470R17470R20470R14470R15470R18470R13470R16470a b c d e f g dpP10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17P34 P35P36 P37Q39013Q29013C3B2E1Q49013Q5901312345678P2Header 812345P1Header 5P10P11P12P13P14P15P16P17P34P35P36P37VCC 圖 超聲波測(cè)距顯示模塊硬件電路 超聲波測(cè)距報(bào)警模塊 采用一個(gè)蜂鳴器，由 輸出一定頻率的信號(hào)，在連接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個(gè)三極管 9012 的放大。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，則此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入。 I/O 端口的編程實(shí)際上就是根據(jù)應(yīng)用電路的具體功能和要求對(duì) I/O 寄存器進(jìn)行編程。 方案二：采用有 2262 和 2272 組成的四路遙控器 市場(chǎng)有銷售的四路這樣的遙控器，不過價(jià)格較為昂貴。 實(shí)際使用的時(shí)候，用分立 元 件制作 H 橋式是很麻煩的 。顯示信息量一般，且不帶字庫，顯示信息量過大時(shí)，需占用單片機(jī)大量 ROM 或 RAM 空間。具有功耗低、處理速度快、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，但是其價(jià)格昂貴，目前市場(chǎng)上不易買到。通過紅外遙控器向控制器發(fā)送控制命令以達(dá)到手動(dòng)控制 9 小車的目的。 主要的任務(wù)要求如下： (1) 能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波測(cè)距，并在數(shù)碼管上予以顯示實(shí)際距離。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V與溫度有關(guān)。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)，便產(chǎn)生超聲波。金屬網(wǎng)也是起保護(hù)作用的，但不影響發(fā)射與接收超聲波。也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為 f0 交流電壓，它就會(huì)產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)推動(dòng)空氣等媒介，便會(huì)發(fā)出超聲波。因此，用這種材料可以制成超聲波傳感器。流體動(dòng)力型中包括有氣體與液體兩種類型的哨笛。這樣超聲波測(cè)距在移動(dòng)機(jī)器人的研究上就有著深遠(yuǎn)的意義。隨著科技水平的不斷提高，超聲波測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪小? 2 第一章 緒 論 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。 目前，相位探測(cè)法和聲譜輪廓分析法或二者結(jié)合起來的方法是主要的降低探測(cè)傳輸不確定度的方法。 Records, the control part on or off the launch circuit and record the launch of the instantaneous and receive the instantaneous, and will be converted to distance jet lag and it displays or remember reading. Make full use of the piece, can in less within resources under the condition of buffer circuit constitute the function is perfect ultrasonic ranging system. The most monly used by the TV remote control now control car motions. Key words： Ultrasonic。該系統(tǒng)采用軟、硬件結(jié)合的方法，具有模塊化和多用化等特點(diǎn)， AT89S52 單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。 關(guān)鍵詞： 超聲波 測(cè)距 AT89S52 紅外遙控 II The Design of Intelligent Car Based on Ultrasonic Ranging Abstract： This design USES the AT89S52 SCM as the main controller, bined with ultrasonic ranging the principle, design the infrared remote control car range finder alarm system. This system USES software and hardware of the method of bining with modularization and multipurpose, etc, of AT89S52 SCM for many control provides highly flexible and low cost solutions. Ultrasonic distance measurement system frequency used in the pulse pressure wave for 40KHz, sending and receiving sensors sometimes share one or two are used separately. Launch circuit is general by oscillation and amplifier, responsible for two parts to sensor output a certain width, and the high pressure pulse sequence by sensor convert sound energy emitted。此外，在材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)，生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占據(jù)重要地位。利用超聲波制作汽車防撞雷 達(dá)可以幫助駕駛員及時(shí)了解車周圍阻礙情況 , 防止汽車在轉(zhuǎn)彎、倒車等情況下撞傷、劃傷。超聲波是指頻率在 20kHz 以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇?？稍诓煌h(huán)境中進(jìn)行距離準(zhǔn)確度在線標(biāo)定，可直接用于水、酒、糖、飲 料等液位控制，可 3 進(jìn)行差值設(shè)定，直接顯示各種液位罐的液位、料位高度。 超聲波傳感器是一種將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的超聲能或是把超聲能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的其他形式的能的器 件。屬于晶體的如石英，鈮酸鋰等，屬于壓電陶瓷的有鋯鈦酸鉛，鈦酸鋇等。超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。當(dāng)所用壓電材料不變時(shí)，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可非常方便的改變其固有諧振頻率。目前較為常 用的是壓電式超聲波發(fā)生器。換能器在電脈沖激勵(lì)下可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，向外發(fā)送超聲波；反之，當(dāng)換能器處在接收狀態(tài)時(shí)，它可將聲能 (機(jī)械能 )轉(zhuǎn)換為電能。如圖 所示： 7 圖 超聲波的測(cè)距原理 cosHS?? (21) arctan( )LH? ? (22) 式中 :L兩探頭之間中心距離的一半 . 又知道超聲波傳播的距離為 : 2S vt? (23) 式中 :v— 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度 。 參考結(jié)構(gòu)二：采用整體式結(jié)構(gòu)，超聲波數(shù)據(jù)采集和控制在一起。典型代表為 AT89S5AT89S52，由美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)，后授權(quán)給中國(guó)臺(tái)灣某公司生產(chǎn)和銷售。 方案二：采用 LCD12864 液晶屏顯示 LCD12864 能夠顯示 4行漢字，每行顯示 8個(gè)漢字或 16 個(gè)字符。位選采用三極管電流驅(qū)動(dòng)和開關(guān)的選擇。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其 它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。系統(tǒng)硬件部分的整體框圖 如下所示： 超 聲 波 數(shù) 據(jù)采 集 主 控 器小 車 運(yùn) 動(dòng) 狀態(tài) 主 控 器超 聲 波 數(shù) 據(jù)采 集 模 塊紅 外 遙 控 模塊報(bào) 警 系 統(tǒng) 模塊超 聲 波 數(shù) 據(jù)顯 示 模 塊L 2 9 8 N 電 機(jī) 驅(qū)動(dòng) 模 塊直 流 穩(wěn) 壓 電源 模 塊 模 塊 系統(tǒng)硬件部分的整體框圖 控制器 本設(shè)計(jì)經(jīng)過第三章的論證，選用了 ATMEl 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)， AT89S52是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8kB 的 可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 B 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 提供了高性價(jià)比的解決方案。它采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。該模塊的 主要技術(shù)參數(shù)： (1) 使用電壓： DC5V (2) 靜態(tài)電流：小于 2mA (3) 電平輸出：高 5V (4) 電平輸出：底 0V (5) 感應(yīng)角度：不大于 15度 (6) 探測(cè)距離： 2cm500cm 該模塊的外形圖如下： 14 圖 超聲波測(cè)距模塊的外形圖 板上接線方式 如表 ， 表 接線圖 Pin 名稱 注釋 1 VCC 供電 5V 2 Trig 控制端 3 echo 接收端 4 out 空腳，請(qǐng)懸空 5 GND 地 該超聲波 模塊 的 工作原理： (1) 采用 IO 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us 的高電平信號(hào) ； (2) 模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回； (3) 有信號(hào)返回，通過 IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間 。 圖 L298N 引腳圖 L298N