【正文】 DRRV WaDD 地。中斷服務不能過長，如果過長，單片機在前一個中斷服務程序還沒執(zhí)行 完之前，又會有下一個中斷產(chǎn)生。 在電子電路控制系統(tǒng)中，積分電路與微分電路常用作調(diào)節(jié)電路，此外也廣泛應用于波形的產(chǎn)生和變換之中，以集成運放作為放大電路，利用電阻電容作為反饋網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)此兩種運算電路 [16]。 （ 2)由于運算放大器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低以及高增益、高穩(wěn)定性 和高閉環(huán)增益等參數(shù)調(diào)整靈活的一系列優(yōu)點，從而為有源濾波器的設計提供了很 大的方便。 本設計采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波 器，二階無限增益負反饋帶通濾波放大電路結構如圖 所示 圖 無限增益反饋 BPF 其中 :帶通濾波放大器傳遞函數(shù)為 : 200202132321)11(121)(???????????sQssQARRRCsCRssCRSAuou (322) 上式中 : 210 ??? ?? 為帶通濾波器的中心角頻率。電子愛好者經(jīng)常用它制作輸出電壓可變穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)可變電阻 Rw，便可從LM317 輸出端獲得可變輸出電壓 Uo 。 顯示程序： DISPLAY: MOV R1, 40H。 1) AT89S52 的主要性能包括 : (1)與 MCS51 單片機 產(chǎn)品兼容 (2)8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 (3)1000 次擦寫周期 (4)全靜態(tài)操作 :OHz}33Hz (5)三級加密程序存儲器 (6)32 個可編程 vo 口線 襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 25 （ 7)三個 16位定時器 /計數(shù)器 (8)八個中斷源 (9)全雙工 DART 串行通道 (10)低功耗空閑和掉電模式 (11)掉電后中斷可喚醒 (12)看門狗定時器 (13)雙數(shù)據(jù)指針 (14)掉電標識符 2), AT89S52 內(nèi)部分 工 AT89S52 內(nèi)部有 256 個字節(jié)的 RAM，地址范圍是 OOHFFH，但實際提供給用戶使用的只有 128 個字節(jié) (OOH7FH )別 28 個字節(jié) (80HFFH)是特殊寄存器區(qū)。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。 (2)集成了可編程看門狗定時器 (可設定看門狗超時時間，典型時間200ms,600ms, 或禁止 )。 襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 27 圖 系統(tǒng)總體硬件示意圖 軟件設計采用 c語言、匯編混編編程，運用模塊化程序設計思想，對不同功能模塊的程序進行分別編程，以便移植或調(diào)用，這樣使軟件層次結構清晰，有利于軟件的調(diào)試修改。聲波在空氣中傳播，超聲波所傳播距離為發(fā)射處到被測物面加被測面到接收處距離，實際為 2倍測量距離，故當傳播 2cm 的距離，在 最后計算時應該折算成測量距離，即 lcm 。 (4)置 ETO(開 TO 中 斷 )、 TR 1(開串口通訊 )、 ITO(外部中斷 0 下降沿觸發(fā) )、EA(開總中斷 )。 （ 1）初值 THOTLO 分別是 0，直到 1NT0 中斷，讀出時間值，最長時間是 65536 us，直到中斷 INTO 發(fā)生中斷停止，即關斷中斷控制位 TRO 時間表示如圖 所示。 延時模塊 2(延時 250us): 延時目的 :依據(jù)原理，需要一個 250us (4kHz)的脈沖控制發(fā)射，而這脈沖即可以用延時模塊得到。在 t。 ③讀出 THOTLO 的時間值。 (5)實時喂狗 (間隔拉低抬高總線 CS)。 (1)將相關位定位，設置相關寄存器，如 : 等待 INT0中斷，即收到反射回波信號 T0開始計時開中斷 開始發(fā)射， 延時250us 保證一個 4KHz 脈沖 開 始 清發(fā)射位，延時 2s 初始化 T0,X5045，串口 乘法運算，數(shù)據(jù)處理，得到距離 初始化 T0,X5045，串口 開始發(fā)射， 延時250us 保 證 一 個4KHz 脈沖 清發(fā)射位，延時 2s 將距離送顯示電路顯示 襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 29 V HIGH 78H V LOW EQU 79H ...... O CTR BIT ...... (2)置 T0,T1 定時器的相關特殊寄存器 TMOD=0x20,SCON=0x5,PCON=0x50, THO=0,TLO=0,TH1= OxF3， TL1=OxF3。 得到速度后，按照測距公式由單片機計算出測得距離并輸出顯示。 (6)低功耗 CMOS 電路 (備用電流 lOuA、工作電流 3mA)。如圖 所示。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。 1, AT89S52 簡介 AT89S52 是一種低功耗、高性能的含有 8K 字節(jié)快閃可編程 /擦除只讀存儲器(FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的 8 位 CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲技術制造，并且與 AT89S52 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。而且在設計要求中也明確要求 采用壓電式超聲波換能器作為傳感器， AT89C52 單片機作為主控制器，用動態(tài)掃描法實現(xiàn) 4 位 LED 數(shù)字顯示，段碼采用 74LS244 驅(qū)動，位碼采用三極管 8550 驅(qū)動，顯示電路如下： 圖 LED 顯示電路 顯示電路主要用來顯示超聲波測量的結果，作為人機交流的界面。可調(diào)壓芯片 LM317 是三端穩(wěn)壓集成芯片，最大輸出電流為 ，輸出電壓范圍為 。帶通濾波器的濾波性能主要取決于 Q(品質(zhì)因素 )和 w0(截止角頻率 )。因而，可以在電路中優(yōu)先采用損耗較大而體積較小的電阻來代替無源濾波器中的電感器件，這樣不僅可以使濾波器的重量和體積大大縮小，而且可以避免由電感所帶來的非線性、參數(shù)調(diào)整困難以及制造成本高等缺點。 當超聲波接收器將接收到的回波信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，信號經(jīng)過放大以后，被送入電壓比較器進行比較，電壓比較器輸出的方波信號直接輸入 INTO 中斷口，該電信號作為 AT89S52 外部中斷的中斷信號使 AT89S52 產(chǎn)生中斷，在中斷服務程序中停止計數(shù)器 TO 的計時，并計算出有關數(shù)據(jù)。本方案就是采用單片機軟件產(chǎn)生。由 555芯片組成的振蕩電路外圍元件少，電路簡單，振蕩頻率可調(diào)，占空比可調(diào)，采用 555 構成的振蕩電路原理圖如圖 [14]。 當 Q3 導通時 )( mAIcs ?? a, E4 單獨作用時 )( mAI ???? b. E5 單獨作用時 )( mAI ???? 由上 面兩式可得： )( mAIIIb ??? 于是 mAmAII bc 6)(1 7 633 ???? ? 所以，根據(jù)所選參數(shù)，三極管 Q3 可以處于深度飽和導通。因此 bbbsbbsc b occRbRbs R EURR UIREIII ??? ????? (310) 0?? ccesccsbscbs R UEIII ???? (311) 從上式可知， Rb 、 |Ec|越大， |Eb|、 R越小，三極管飽和較深。由于導通晶體管飽和，導通管 集、射極之間的管壓降可以用電壓 Uces(三極管的集電極飽和電壓降 )來等效。同時，發(fā)射電路中的阻尼電阻決定了電路的阻尼情況。 中心頻率 kHZ140? kHZ140? 靈敏度 聲壓 0. 02 m P a )( 0dBm in 11 5dB ? )/10m in(70 ba rVdBdB ??? 指向性 ?75 ?80 容量 Pf%152500? Pf%251100? 最低使用溫度 C??40 C??40 最高使用溫度 C?85 C?85 最小探測距離 最大探測距離 10m 10m 分辨率 9mm 9mm 最大輸入電壓 20Vpp連續(xù)信號 表 31 傳感器特性參數(shù) 發(fā)射電路通常有調(diào)諧式和非 調(diào)諧式。 f2 被施加于超聲波發(fā)射換能器 T 上，這時超聲波發(fā)射換能器 T發(fā)出超聲波信號 。本章將介紹超聲波測距系統(tǒng)的硬件設計及軟件設計，并對整個超聲波測距系統(tǒng)的各個功能部分給出了具體的設計和說明。超聲檢測設備還具有結構簡單，成本低廉的優(yōu)點，有利于工程實際使用。利襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 8 用超聲波的衰減特性，可以研究或測量材料的物理性質(zhì)。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦砸环瓷洹⒄凵?、干涉、衍射、散射。當所用壓電材料不變時，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 [9]。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時，根據(jù)壓電效應，就會使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機械變形，這種機襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 6 械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。 (2)正壓電效應 當對某電介質(zhì)施加應力時，產(chǎn)生的變形將引起內(nèi)部正負電荷中心發(fā)生相對位移而產(chǎn)生極化，在介質(zhì)兩端面上出現(xiàn)符號相反的束縛電荷，其電荷密度與應力成正比，這種效應稱為正壓電效應。相反，對這種材料施以外力，則由于產(chǎn)生了應變就會在其內(nèi)部產(chǎn) 生一定方向的電場。電聲型主要有 :壓電傳感器、磁致伸縮傳感器、襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 5 靜電傳感器。 (3)、能夠產(chǎn)生窄的脈沖，為了提高探測精度和分辨率，要求探測信號的脈沖極窄，但是一般脈沖寬度是波長的幾倍 (如要產(chǎn)生更窄的脈沖在技術上是有困難的 )，超聲波波長短，因此可以作為窄脈沖的信號發(fā)生器 。 超聲波除了具有與電磁波相似的一面外 ，同時還具有其自身的一些特點 : 1)能以各式各樣的傳播模式 (縱波、橫波、表面波、薄板波 )在氣體、液體、固體或它們的混合物等各種媒質(zhì)中傳播，也可在光不能通過的金屬、生物體中傳播，是探測物質(zhì)內(nèi)部的有效手段。一般而言是指聲音超過了 20kHz 以上時稱之為超聲波。 超聲波方法在某些方面具有突出的優(yōu)點 [2]: (1)超聲波對色彩、光照度不敏感，可用于識別透明及漫反射性差的物體 (如玻璃、拋光體 )。 襄樊學院 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 頁 2 超聲的研究和發(fā)展，與媒質(zhì)中超聲波的產(chǎn)生和接收的研究密切相關。從此，無損檢測技術開始進入有計劃，有目的的研究階段。 一般認為，關于超聲波的研究最初起始于 1876 年 的氣哨實驗。 畢業(yè)設計 (論文 )正文 題 目 基于 AT89S51 單片機超聲波測距系統(tǒng)的設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 指導教師 職 稱 基于 AT89S51 單片機超聲波測距系統(tǒng)的設計 摘要 ： 本文主要研究開發(fā)了一種基于單片機微處理器的超聲波測距系統(tǒng)。無損檢測正在以迅猛之勢向縱深發(fā)展，客觀的需要畢竟是一種專業(yè)可以發(fā)展的最大動力。 1976 年，國家建委科技司主持召開全國建筑工程檢測技術交流會后，國家建委將混凝土無損檢測技術列為重點攻關項目，組織全國 6個單位協(xié)作攻關。儀器設計也應從實際情況出發(fā)，才能滿足用戶的要求 [1]。它在很多距離探測應用中有很重要的用途，包括非損害測量、過程檢測、機器人檢測和定位、以及流體液面高度測量等。