【正文】 3信號存儲標(biāo)志 01H 回波標(biāo)志。 硬件調(diào)試 我 對各個器件 調(diào)試 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C8051F410 單片機(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 液晶屏 的顯示結(jié)果會不會變化，在測量范圍內(nèi)能否正常顯示。 再次， 蜂鳴器型號錯誤，導(dǎo)致上電單片機(jī)復(fù)位，更換合適的蜂鳴器，問題解決。 超聲波 發(fā)送結(jié)束后，需要快速復(fù)位計(jì)數(shù)器的值，開始計(jì)數(shù)。 (2)超聲波在空氣中的傳播速度受溫度的影響，但由于加溫度補(bǔ)償電路會增加制作成本以及產(chǎn)品體積 ，不加溫度補(bǔ)償電路對精度的影響不是太大，綜合各方面因素 本測距板沒設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償電路，來對測量結(jié)果進(jìn)行修正。這次設(shè)計(jì)讓我初次體驗(yàn)了設(shè)計(jì)的過程，學(xué)習(xí)了開發(fā)應(yīng)用的主要方法，也讓我意識到理論知識與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。這些在我將來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會有很大的幫助。 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，給我留下了美好的回憶。 EA = 0。i 50。 WriteGraphic(3,32,16,8,DISP[2])。 WriteGraphic(5,32,16,8,DISP[10])。 if(count_num_s == 1) //啟動第一次的超聲波發(fā)送，以后到收到返回波形后，會自動復(fù)位到這里繼續(xù)發(fā)送 { PCA0CPM2 = 0x47。 //測得距離就等于時間乘以速度 //=========以下是顯示測得的距離 ======================= WriteGraphic(2,0,48,160,Graphic_Clear160)。 WriteGraphic(3,104,16,8,DISP[7])。 WriteGraphic(5,72,16,8,DISP[15])。 30 delay(50000)。 { if(CF == 1) { CF = 0。 //時間值取走后，將計(jì)數(shù)器復(fù)位 TH1 = 0。 PCA0CPM1 = 0x11。 // Wait 10us for initialization CPT0CN amp。 P0SKIP = 0x30。 } void Interrupts_Init() { //EIE1 = 0x10。 //超聲波回波計(jì)數(shù)器初始化，主要是計(jì)算回波的時間 Comparator_Init()。 } void Oscillator_Init() { int i = 0。 P1MDOUT = 0xFF。 i 35。 PCA0MD = 0x03。 //讀取計(jì)數(shù)器的值，低字節(jié) time_use = (time_use 8) | TL1。 delay(50000)。 delay(50000)。 WriteGraphic(5,56,16,8,DISP[13])。 WriteGraphic(3,88,16,8,DISP[5])。 //打開計(jì)數(shù)器 count_num_s = 0。 WriteGraphic(5,80,16,8,DISP[4])。 WriteGraphic(3,112,16,8,DISP[8])。 WriteGraphic(3,16,16,8,DISP[0])。 //顯示屏初始化，顯示標(biāo)志等 beep = 0。 xdata char count_num_s。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我遇到了好多不懂的問題，都是馬俊濤老師耐心幫助與指導(dǎo)，當(dāng)我遇到問題時，總能夠熱心指導(dǎo)，耐心教育。這將對我今后的學(xué)習(xí)和工作起到了很大的幫助作用，讓我認(rèn)識到了必須踏踏實(shí)實(shí)的學(xué)習(xí)，決不能眼高手低，要注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。 實(shí)際的應(yīng)用加深了我對大學(xué)所學(xué)的軟、硬件知識的理解。 說明超聲波發(fā)送時間是一個很短暫的時間，從波形中可以很明顯看到 超聲波發(fā)射波形拉開后的狀況，可以清晰看到發(fā)送波形的周期 20 超聲波發(fā)射端管腳波形，有明顯的毛刺，這說明超聲波被驅(qū)動 可以清晰看到發(fā)送與接收到回波的時間差 性能分析 從實(shí)物測試的總體來說本測距板基本上達(dá)到了要求，理想上超聲波測距能達(dá)到 5到 7米左右，而我們所能實(shí)現(xiàn)的最大距離只有 1米，測量結(jié)果受環(huán)境溫度影響。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試過程中，主要是決定超聲波的發(fā)送時間長短，經(jīng)過調(diào)整時間，可以得到一個合適的發(fā)射功率。 再其次，在調(diào)試超聲波接收部分時，發(fā)現(xiàn) 波形不正常且波形緩慢，經(jīng)分析得知是電容 19 C2 C24 組成的濾波電路對波形造成的影響。然后，用免清洗的助焊劑略涂一些，用細(xì)焊錫絲逐腳焊接，方法和焊接直插器件類似，先放上烙鐵頭，略延時后將焊錫絲送上，只是時間稍短，焊錫不要給的太多，以免連焊到一塊。因此，除 在硬件電路中采取措施外，軟件中還要加入抗干擾程序。 綜合考慮各類因素及 實(shí)際情況，為了使計(jì)算簡化，取空氣中聲速為 340m/s,或 34cm/ms,則障礙物距離 d 的計(jì)算公式如下d=(t*34cm/ms)/2=t*17cm/ms. 中斷服務(wù)程序的流程圖 CPU 接收回波信號后，立即產(chǎn)生 INT0 中斷同時 T0 立即停止計(jì)數(shù) 取計(jì)數(shù)值置有回波標(biāo)開始 初始化 發(fā)射超聲波，開始計(jì)時，停止發(fā)射超聲波 等待回波中斷 有回波否？ 、？ 處理信號，計(jì)算距離 圖 主程序流程圖 N Y 17 志 。 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序編制及流程圖 圖 。信號在進(jìn)入由 TL084 和 C2 C24 組成的電路 對直流信號進(jìn)行放大 。蜂鳴器的第二引腳接入三極管 S8050 的集電極同時將 S8050 的發(fā)射極接地，然后有單片機(jī)的 控制 S8050 做蜂鳴器的開關(guān)使用。 系統(tǒng)組成的設(shè)計(jì)：各部分硬件的選取很有講究，要十分合理。即把計(jì)算機(jī)的基本組成單元以及模擬和數(shù)字外設(shè)集成在一個芯片上，構(gòu)成一個完整的片上系統(tǒng)（ SOS） . C8051F 單片機(jī)的引腳圖 圖 C8051F 單片機(jī)的引腳圖 超聲波測距系統(tǒng)構(gòu)成 設(shè)計(jì)的思路 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是采用以 C8051F 單片機(jī)為核心，來設(shè)計(jì)一種低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀。 (5)0~25MHZ 的時鐘頻率 (6)電源管理方式 (7)可選的 1024 字節(jié) XRAM (8)8K 字節(jié) FLASH 程序存儲器 (9)片內(nèi)看門狗定時器， VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器。 C8051F410 單片機(jī) 系統(tǒng)概述 C8051F 系列器件是完全集成的混合信號系統(tǒng)級 MCU 芯片，有真正的 12 位多通道 ADC(F206),8 位多通道 ADC(F220/1/6)或沒有 ADC，每種器件都有與 8051 兼容的超聲波接收模塊 超聲波發(fā)射模塊 單片機(jī)控制系統(tǒng) （C8051F410） 顯示模塊 按鍵 供電單元 9 CIP51微控制器內(nèi)核和 8K字節(jié)的 FLASH 存儲器，還有硬件實(shí)現(xiàn)的 UART 和 SPI串行接口，該系列器件 22 或 32 個通用 I/O 引腳，其中一些引腳用于數(shù)字外設(shè)接口，任何一個端口引腳都可以配置為 ADC 的模擬輸入。接收電路使用三極管組成的放大電路，該電路簡單，調(diào)試工作小較小。由于相斥的作用，壓電陶瓷在厚度方向上縮短，在長度方向上伸長。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類 : 一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。因此在液位測量、機(jī)械手控制、車輛自動導(dǎo)航、物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。這些現(xiàn)象的發(fā)生總與空化作用相伴隨。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波。當(dāng)超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時 ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機(jī)械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。而在 21世紀(jì) (HIFU)超聲聚焦外科已被譽(yù)為是 21 世紀(jì)治療腫瘤的最新技術(shù)。 1956 年第二屆國際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進(jìn)入了實(shí)用成熟階段。對頻率在 1012 赫 茲 以上的超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。 聲全息術(shù) 是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù)。 超聲波液位測量技術(shù)在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，闡述了該技術(shù)涉及的傳感器結(jié)構(gòu)、安裝方式、遠(yuǎn)程控制及信號處理軟件等方面的進(jìn)展，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用， 預(yù)計(jì)該技術(shù)將向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是的灌區(qū)液位定位系統(tǒng)發(fā)展 。 超聲波距離測量儀能測量并顯示液位的高度 ,同時用間歇嘟嘟聲報(bào)警 ,間歇時間隨障礙物距離縮短而縮短。 本文的研究，就是以超聲波為測量工具，通過 C8051F410 單片機(jī)的控制，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換、放大電路組成超聲波測距儀以實(shí)現(xiàn)對處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境中的被測物的測量 。但就目前技術(shù)水平來講，人們可以利用的測距技術(shù)還十分的有限。 I 摘 要 本文利用超聲波傳輸中距離與時間的關(guān)系采用 C8051F410 單片機(jī)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)出了能精確測量 點(diǎn)間距離的超聲波測距儀，利用所設(shè)計(jì)出的 超聲波測距儀可應(yīng)用于汽車倒車、建筑工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控以及液位、井深、管道長度的測量等現(xiàn)場。s carry on a project analysis, set up list slice machine super voice wave range finder frame and design project, in the hardware electric circuit, detailed elaborated an usage list slice machine technique realization super voice wave the principle which measure to be apart from, analysis with list slice machine for lord control system hardware and software of unit design, and rightness should the system carried on to experiment with error margin analysis, give the stability index sign of this system. Keywords: The C8051 F, super voice the wave, the LED, receive and dispatch electric circuit III 目 錄 摘 要 ...................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 緒論 ..................................................................... 1 問題的提出和課題的研究意義 .......................................... 1 測距儀的現(xiàn)狀及超聲波測距優(yōu)勢 ......................................... 1 超聲波測距儀的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ..................................... 2 2 超聲波測距原理概述 ....................................................... 3 超聲波的發(fā)展史 ...................................................... 3 超聲波的含義及其應(yīng)用 ........................................... 3 超聲波的含義及其應(yīng)用 ........................................... 3 國際方面 ....................................................... 4 國內(nèi)方面 ....................................................... 4 超聲波的特點(diǎn) ......................................................... 4