【正文】 UBB A,0AH 35 JNZ JJ1 MOV 41H,0AH 。1001us time1ms_1: nop nop djnz r5,time1ms_1 34 ret time2_5ms: mov r5,05h 。外中斷 0， 收到回波時進入 PINT0: PUSH ACC PUSH PSW CLR TR0 。計算距離子程序 CLR 01H MOV R2,200 。******************************************** 。顯示緩沖單元在 40H43H，使用內存 44H、 45H、 46H用于計算距離 。 總 結 在學習了模擬電路、數(shù)字電路、 PEOTEL99 SE 、 PLC、電力電子、自動控制原理、工廠電器、 單片機原理以及微機基礎等相關電子學科后，結合自己對電子技術的了解，在指導老師的精心指導下，我成功 設計出了超聲波測距儀。首先，我要感謝學校給我這次實踐機會。在實際應用中遇到很多的問題，這都需要我對問題進行具 25 體的分析，并一步一步地去解決它。 40KHZ已經屬于高頻的部分它對元器件的擺放和焊接都有很高的要求，所以即使焊接正確，軟件編程也正確，但不能保證兩個湊到一起就能正確顯示結果。 軟硬件結合調試 在做好軟件和硬件的調試之后，就可以把兩者結合到一起了。 通過這些過程，硬件部分的調試就基本上完成了，剩下的就只有軟件和硬件之間的聯(lián)調了。焊接完實驗板后檢查器件有否錯焊、漏焊、虛焊，電解電容是否焊反，走線是否正確。確定好了布局，接下來就是焊接了。 若計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則溢出標志位為 0，則表示測距不成功。 主函數(shù) 主函數(shù)程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設置定時器 T0工作模式為 16位定時計數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA。 5． 調整線路 調整線路即進一步調整和修改初步繪制的電路圖，使其更加美觀使用。這就是超聲波測距儀硬件電路的基本原理。 最初，我們直接用 7腳輸出，但用示波器發(fā)現(xiàn)無信號是其輸出高電平的同時夾雜這少量的低電平。但 C1的改變會影響到頻率特性， 17 一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數(shù)為 R1= ， C1=1μF 。上拉電阻 R8和 R9一方面可以提高反相器 74LS04輸出高電平的驅動能力，另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。 1 單片機系統(tǒng)部分 單片機采用 AT89S52。而所測距離是聲波傳輸距離的一半 ，即： /2s ct? () 式中， c 為超聲波在空氣中的傳播速度 。空閑模式下，CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 ，設計時元件參數(shù) 經過比較精確的計算。它的物理意義在于 :超聲波在空氣媒介中傳播，因空氣分子運動摩擦等原因，能量被吸收損耗，在長度 上， 平面聲波的振幅衰減為原來的 1/e。其中，吸收衰減主要是由媒質的粘滯性、熱傳導及各種弛豫過程引起的 :散射衰減是由于聲波在遇到媒質界面時，向不同的方向產生散射，從而導致聲波減弱 。為保證一定的信噪比，接收信號幅值需達到規(guī)定 的闡值 V，亦即接收信號的幅值必須大于這一 m值才能使接受放大器有輸入信號。 測量盲區(qū) 在以傳感器脈沖反射方式工作的情況下，電壓很高的發(fā)射電脈沖在激勵傳感器的同時也進入接收部分。若將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來可提高抗干擾性 9 能。壓電式超聲波 換能 器 是利用壓電晶體的諧振來工作的。 C0為靜電電容， R為陶 瓷材料介電損耗并聯(lián)電阻， Cm 和 Lm 為機械共振回路的電容和電感。這種超聲傳感器需用的壓電材料較少，價格低廉，且非常適用于氣體和液體的介質中。但值得注意的是 ， 超聲波在空氣中傳播速度會隨介質溫度的升高而增大 ， 氣溫每上升 1攝式度 ， 聲波速度增加 0. 6mPs。 6 某種媒質中的聲速主要取決于該媒質的密度和溫度。 目標物體的組成成份也是一個因素。如超聲測距、測厚、測物位、工業(yè)測井、工業(yè)無損探傷、測媒質的流速、密度、 粘度、硬度等等。隨著軍事和國民經濟各部門中超聲應用的不斷發(fā)展，又出現(xiàn)更大超聲功率的磁致伸縮換能器，以及各種不同用途的電動型、電磁力型、靜電型等多種超聲 換能器。 頻率高于人類聽覺上限頻率 (約 20210Hz)的聲波，稱為超聲波，或稱超聲。在國外， 19世紀，聲學己成為具有現(xiàn)代意義的科學并發(fā)展到相當高的水平。由于超聲波的速度相對于光速要小的多，其傳播時間就比較容易檢測，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強度好控 制，因人類采用仿真技能利用超聲波測距。單片機程序使用 keil c51 設計并調試。 1 鄂 州大學畢業(yè)設計 (論文 ) 系 別：電子電氣工程工程系 專 業(yè)： 電氣自動化 指導教師： 學 生： 學 號： 2021 年 4 月 10 日 2 摘 要 我們設計的 智能 測距儀 采用超聲波測距， 超聲波測距在社會生活中已經有廣泛的應用如汽車倒車雷達 、 航海、宇航、石油化工 等工業(yè)領域。 利用單片機 AT89S52 對超聲波接收信號進行處理（通過一定的算法），并將它顯示到 LED 上。 利用超聲波作為定位技術是蝙蝠等一些無目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是由生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波 (20kHz以上機械波 ),借助空氣媒質傳播由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時間間隔長短與被反射的超聲波的強弱判斷獵物性質或障礙位置的方法。我國兩千多年前的先秦時期，在樂律和樂器的研究方面，對聲學的發(fā)展作出了重要的貢獻。如此，媒質中質點相繼在各自的平衡位置附近往返運動，便將擾動以波動的形式傳播到周圍更遠的媒質 中去，形成聲波 。 1917年，法國物理學家朗之萬 (Paul Langevin)用天然壓電石英制成了夾心式超聲換能器，并成功地應用于水下探測潛艇。 檢測超聲 主要是利用超聲的信息載體作用，即通過超聲在媒質中的傳播、 吸收、波形轉換等，提取反映媒質本身特性或內部結構的信息，達到檢測媒質性質、物體形狀或幾何尺寸、內部缺陷或結構的目的。表面尺寸、形狀、方位是影響反射波強度的主要因素。由聲波產生的物理過程可知，聲速與質點速度是完全不同的，聲波的傳播只是擾動形式和能量的傳遞，并不把在各自平衡位置附近振動的媒質質點傳走。 使用超聲波和使用激光測距的比較 基于以上介紹的超聲波的特點不難區(qū)分它們 的各自的適用場合，激光測距主要用于遠程，如測月球到地球距離，或遠距離無障礙測距，而且成本要比用超聲波大，因為光速為 3 10^8M/S，而一般市場上的單片機最高頻率在十幾至幾十兆，如果測量的距離在十米左右，那么假設單片機別的都不做只是計數(shù)，出射光將在大約，要求單片機 CLK為 1/，也就是說 30M時鐘頻率的單片機剛發(fā)出出射激光的命令，光就已經在它的下個 CLK脈沖來到了，更別提計數(shù)了，即使使用頻率很高的單片機或其他器件如 FPGA等在精度上將不能滿足需要（通常在收發(fā)間隔中得到的計數(shù) 脈沖越多精度越高）。 7 超聲波換能器的基本原理 1．基本原理 超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。 圖 22是雙壓電晶片的等效電路 圖 22是雙壓電晶片的等效電路。 超聲波換能器的基 本構造 目前較為常用的是壓電式超聲波 換能 器。 超聲波發(fā)生 /接收器的外形和通常的駐極體話筒差不多，如果發(fā)生接收是分開的兩個在安裝過程中要注意它們之間的距離大概在 3— 5CM，否則過于靠近易產生干擾 ?？偠灾?，超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā) 10 射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差 t,然后求出距離的。在超聲波檢測中，接收信號的衰減總是比發(fā)射信號余振衰減慢的多。聲波的衰減主要分為以下三種主要類型 :吸收衰減、散射衰減和擴散衰減。在空氣中， 11 20 2 10 /s cm? ??? ，當振動的聲波頻率 40f KHz? 時，可得 10 cm? ???? ，即 1/ m? ? 。但要有一定幅度的驅動電壓，驅動電路不加限流電阻。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。往返時間與氣體介質中的聲速相乘，就是聲波傳輸?shù)木嚯x。 超聲波智能 測距儀 測距部分硬件實現(xiàn) 硬件部分主要由單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測 接收電路、 鳴響電路 、 電源電路五 部分組成。輸出采用兩個反相器并聯(lián)，用以提高驅動能力。增大電阻 R1或減小 C1,將使負反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 8 腳：電源正極， ～ 5V。單片機再通過一定的算法對數(shù)據(jù)進行處理，完成之后，以動態(tài)掃描 的形式顯示的 LED上面。 4． 原理圖布線 原理圖布線即利用 Protel 99SE 提供的各種連線工具，用具有電氣意義的導線、網絡標號、端口標號和電氣連接點等連接圖紙上的元件，構成一個完整的原理圖。該距離的計算公試為： / 2 ( ) / 2d s v t? ? ? () 其中： d 為被測物與測距儀的距離； s 為聲波往返的路程； v 為聲速； t 為聲波往返所用的時間。 超聲波測距儀主函數(shù)利用外中斷 0檢測返回超聲波信號，一旦接受到返回超聲波信號（溢出標志位為 1），計算距離，顯示結果。布局 23 時要考慮連接線的焊接，元件與元件之間盡量不要靠得太近，要留出足夠的空間給連接線，特別是接收電路和單片機以及兩個超聲換能器之間的距離。硬件調試，首先是線路的檢查。再用函數(shù)信號發(fā)生器對超聲波接收的換能器直接加 40K 的方波信號，用示波器對接收電路輸出端進行檢測。 最后，在能基本實現(xiàn)功能的條件下，對程序再進行反復的修改，使其達到指標要求。 首先這個畢業(yè)設計要注意一下幾點： 1． 設計完電路以后，進行焊接之前要注意擺放元器件的擺放位置，因為如果元器件擺放不當可能會造成干擾，影響最后的測量結果。 通過實際工程的設計也使我了解到書本知識和實際應用的差別。 在這期間，許多人給與了我很多幫助。 同時向答辯委員會審閱我論文的各位專家領導表示衷心的感謝。測距范圍 7CM10M，堆棧在 70H以上， 20H用于標志 。 。測量間隔控制 （ 約 2*200=200MS） LOOP1:LCALL DISPLAY DJNZ R2,LOOP1 LJMP START2 SS2:CJNE A,02H,START1 LCALL WORK 。關計數(shù)器 MOV TH0,00H MOV TL0,00H MOV 40H,0BH MOV 41H,0BH MOV 42H,0BH MOV 43H,0BH SETB 00H 32 POP PSW POP ACC RETI 。 40H為最高位 ， 43H為最低位 ， DISPLAY: MOV DPTR,TAB MOV A,40H MOVC A,A+DPTR MOV 50H,A MOV A,41H