【正文】 本系統(tǒng)的主要功能是：當(dāng) 系統(tǒng)上點(diǎn)后， 當(dāng) 超聲波傳感器 距離障礙物的距離逐漸減小到小于 設(shè)定的報警距離值的時候 的時候， 系統(tǒng)會發(fā)出報警提示 ，同時在 LED 顯示器上顯示倒車距離。 由于題目要求，本系統(tǒng)的測距模塊采用的是超聲波測距，其他測距方法不做過多說明。 超聲波是一種機(jī)械波 ,振動頻率高于聲波通過改變芯片可以在電壓的激勵下振動 ,它有一個高頻率、波長、衍射現(xiàn)象 ,特別是定向好 ,可以成為射線和定向傳輸?shù)取? 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。醫(yī)療使用的超聲波探頭的溫度比較高 ,需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。 圖 22 超聲波探頭的結(jié)構(gòu)圖 其原理為：在超聲波發(fā)射器兩端輸入 40KHZ 脈沖串，在超聲波內(nèi)部振子中通過脈沖信號，產(chǎn)生機(jī)械波，通過介質(zhì)傳播到需要測量的面，經(jīng)過被側(cè)面返回到接受器進(jìn)行接收，接受到的信號是毫伏級的正弦波信號，通過超聲波從發(fā)送接受所用的時間，即往返時間。所以微控制器選用 Atmel 公司的AT89S52 單片機(jī)的控制系統(tǒng)。 2．崎嶇不平的路面。 本章小結(jié) 在本章中主要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計要求，根據(jù)設(shè)計要就設(shè)計了相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。發(fā)射的超聲波遇到障礙物后會發(fā)生反射，經(jīng)過反射的超聲波返回到超聲波的接受傳感器上。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜單 片 機(jī) 發(fā)射電路 發(fā)射傳 感器 報警電路 顯示電路 接收電路 接受傳感器 障礙物 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。用單片機(jī) 的 端口輸出 40KHz的方波給超聲波換能器，用單片機(jī)的 端口檢測超聲波接收電路返回的接收信號。用于設(shè)定超聲波測距報警值。 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 圖 33 超聲波測距發(fā)射單元 該測距電路的 40kHz 方波信號由單片機(jī) AT89S52 的 發(fā)出。本系統(tǒng)在編程時選用了后者，讓單片機(jī)產(chǎn)生約 的方波。 數(shù)碼管 的 顯示電路 本系統(tǒng)采用 四 位一體 L E D 數(shù)碼管顯示所測距離值，如圖 10。因?yàn)楸敬问褂玫?三極管是 PNP 型的管子，所以當(dāng)單片機(jī)的 口為低電平的時候三極管導(dǎo)通，蜂鳴器經(jīng)行報警，當(dāng)單片機(jī)的 口為高電平的時候三極管不到通，蜂鳴器不報警。進(jìn)行程序主程序后，進(jìn)行定時測距判斷，當(dāng)測距標(biāo)志位 ec=1 時，測量一次，程序設(shè)計中，超聲波測距頻度是 45 次 /秒。最后重復(fù)上述的測量過程。 csbout=1。 s=s*256+TL1。輸出 40kHz 方波 nop nop nop nop nop 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 nop nop nop nop djnz R6,here RET END 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 流程圖如圖 41： 圖 15 超聲波測距子程序流 圖 41 超聲波 測距子程序流程圖 開始 初始化 啟動定時器 測量標(biāo)志 超聲波測距 距離 上限值 距離 盲區(qū)值 測量段碼轉(zhuǎn)換 顯示 距離 報警值 報警輸出 顯示值 = CCC 顯示值 = 設(shè)定段碼轉(zhuǎn)換 = 1 = 0 Y N N Y Y N 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 超聲波測距流程圖 如圖 42 圖 42 超聲波測距流程圖 標(biāo)志 = 1 ？ 發(fā)送超聲波 啟動計時器 T 0 延時避開盲區(qū) 收到回波否 ？ 停止計時 計算測量值 結(jié)束 超聲 波測距 大于預(yù)設(shè)時間？ N Y N N Y Y 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 5 系統(tǒng)調(diào)試與誤差分析 調(diào)試步驟 我的步驟是先焊接各個模塊，焊接完每個模塊以后，再進(jìn)行模塊的單獨(dú)測試，以確保在整個系統(tǒng)焊接完能正常的工作，原件安裝完畢后，將寫好程序的AT89S52 機(jī)裝到測距板上，通電后將測距板的超聲波頭對著墻面往復(fù)移動，看數(shù)碼管的顯示結(jié)果會不會變化，在測量范圍內(nèi)能否正常顯示。 25cm 以上時無報警 25cm 時蜂鳴器報警 誤差分析 雖然在 超聲波傳感器 最前端有 的空白距離，但是測距儀在 25cm（ ）時顯示的是 26cm。其中脈沖回波法測距常用，其原理是超聲傳感器發(fā)射超聲波，在空氣中傳播至被測物，經(jīng)反射后由超聲波傳感器接收反射脈沖，測量出超聲脈沖從發(fā)射到接收的時間，在已知超聲波聲速的前提下，可計算被測物的距離 H，即：H=vt/2。這是源于單片機(jī)一次只能處理一件事，所以啟動發(fā)射和啟動計時實(shí)際上不能同時完成，是先后完成的，存在時差。 ④ 計時器的本身誤差。仿真時通過調(diào)節(jié) RV1值的大小，以改變延時長短，模擬出距離的遠(yuǎn)近。實(shí)際測試證明該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，能夠滿足一般近距離測距要求，且成本低、有良好的性價比。 最后我要深深向我的家人表示感謝，他們 20 多 年來 辛辛苦苦的把我培養(yǎng)成人。 unsigned int x=0。 //蜂鳴器間隔標(biāo)志 unsigned char const discode[] ={ 0xa0,0xbb,0x62,0x2a,0x39,0x2c,0x24,0xba,0x20,0x28,0x7F,0xe5,0xff}。 if(++posit=4) posit=0。 disbuff[3]=11。 disbuff[2]=S%1000%10。 //延時防抖動 if(k_flag==1) { TL++。 TL1=0x30。 //200MS 啟動一次模塊 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } /*********************************************************/ void main( void ) { TMOD=0x11。 //開啟定時器 EA=1。 if((S=TL)amp。 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(dú)立進(jìn)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）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說 明并表示了謝意。 //關(guān)閉計數(shù) Conut()。 //允許 T0 中斷 ET1=1。 } } /*蜂鳴器 報警 */ void Alarm() { if(beep_st==1) beep=0。 _nop_()。 _nop_()。} if(timer=100) { timer=0。 } } } } /********************************************************/ void zd0() interrupt 1 //T0中斷用來計數(shù)器溢出 ,超過測距范圍 { flag=1。 } } if(add==0) //如果加調(diào)整按鍵按下 { delay(300)。 } else { disbuff[0]=S%1000/100。 disbuff[1]=TL%100/10。} else {P0=discode[disbuff[posit]]。 //最低報警距離 bit flag =0。 //加按鍵 sbit str=P1^2。在畢業(yè)設(shè)計的短短幾個月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。 ? 在小于 25cm 時 如圖 66 所示 報警 圖 66 在小于 25cm 時報警 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 大于 25cm 時 如圖 67 所示 蜂鳴器無報警 圖 67 大于 25cm 時蜂鳴器無報警 結(jié) 論 本文所設(shè)計的 超聲波測距 系統(tǒng)是 一款高精度的測距系統(tǒng) 。 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 6 仿真和實(shí)物制作 為了更好的驗(yàn)證設(shè)計理論的正確性，本次設(shè)計從兩個方面對設(shè)計的理論及進(jìn)行了驗(yàn)證，首先我們通過使用 protues 仿真軟件，按照我們的設(shè)計思路進(jìn)行了仿真分析，本仿真設(shè)計只對超聲波 發(fā)送接收電路之外的單片機(jī)系統(tǒng)及程序進(jìn)行仿真。收到中斷信號后，單片機(jī)不可能立刻響應(yīng)，至少要完成當(dāng)前的指令，有時還要等待其它中斷服務(wù)結(jié)束，所以這個滯后時間也不確定，從而導(dǎo)致測量結(jié)果的變化。這種誤差不能從根本上消除，但是可以通過根據(jù)測量距離 調(diào)整脈沖群的脈沖個數(shù)以及動態(tài)調(diào)整比較電壓來減小這種誤差。 誤差分析 超聲波測距由于其再使用中不受光照度、電磁場、色彩等因素的影響，加之其結(jié)構(gòu)簡單成本低，在機(jī)器人避障和定位、汽車倒車、水庫液位測量等方面 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計論文 已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。接通電源能正常工作。產(chǎn)生的超聲波個數(shù)為 UCSBFS SEGMENT CODE RSEG UCSBFS PUBLIC CSBFS CSBFS: mov R6,8h 。 } TR1=0。 delay(1700)。 設(shè)計時取 15℃ 時聲音的速為 340 m/s 則有： d=(ct)/2=172T0/10000cm 其中， T0 為計數(shù)器 T0 計算出來的值。 主程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時器 0 為計數(shù)，設(shè)定時器 1 定時。本次設(shè)計的報警電路是通過單片機(jī)控制蜂鳴器進(jìn)行報警的。這里使用的是 IN4148 檢波二極管，輸出的直流信號即兩二極管之間電容電壓。s 或 13181。發(fā)送出的超聲波，遇