【正文】 ／計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系 統(tǒng)繼續(xù)工作。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速 C 與溫度有關(guān)。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 7 件上的標(biāo)志。其中只畫(huà)出前方測(cè)距電路的接線圖，左側(cè)和右側(cè)測(cè)距電路與前方測(cè)距電路相同，故省略之。其部分源程序如下： RECEIVE0： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；關(guān)外部中斷 0 MOV R7, TH0 ；讀取時(shí)間值 MOV R6, TL0 CLR C MOV A, R6 SUBB A, 0BBH；計(jì)算時(shí)間差 MOV 31H, A ；存儲(chǔ)結(jié)果 MOV A, R7 SUBB A, 3CH MOV 30H, A 基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 10 SETB EX0 ；開(kāi)外部中斷 0 POP ACC POP PSW RETI （ 2） 主程序 主程序首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器 T0工作模式為 16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器 T0 溢出中斷將外中斷 0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 2 以表示此次測(cè)距不成功。 IC :AT89C51 。 VOUT EQU 。* 主 程 序 * 。收到反射信號(hào)時(shí)標(biāo)志 位為 1 CLR EA LCALL WORK 。**************************************************** 。開(kāi)啟接收回波中斷 RETIOUT: RETI 。 。 基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 16 TAB:DB 18h, 7Bh, 2Ch, 29h, 4Bh, 89h, 88h, 3Bh, 08h, 09h,0ffh 。**************************************************** 。次高位不亮，次次高位也不亮 JJ2: MOV 43H, R0 POP B POP PSW POP ACC RET END 八、 系統(tǒng)的軟硬件的調(diào)試 超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單，其中超聲波發(fā)射和接收采用Φ 15的超聲波換能器 TCT4010F1（ T發(fā)射）和 TCT4010S1（ R接收） ，中心頻率為 40kHz，安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距 4～ 8cm，其余元件無(wú)特殊要求。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀 能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。單片機(jī)用 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號(hào)，利用外中斷 0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 1。外圍元件不是基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 20 很多，所以調(diào)試應(yīng)該不會(huì)太難。在課程設(shè)計(jì)的短短 2天里，你們給我提出很多寶貴的意見(jiàn)，給了我不少幫助和支持，在此也真誠(chéng)的謝謝你們。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來(lái)，則可提高抗干擾能力。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。適當(dāng)更改電容 C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。上位電阻 R1O、 R11 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。根基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 18 據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。最高位為零，不點(diǎn)亮 JJ0: MOV A, R0 MOV R4, A MOV A, R1 MOV R5, A 基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 17 MOV R3, 00D MOV R2, 100D LCALL DIV4BY2 MOV 41H, R4 MOV A,41H JNZ JJ1 MOV A,40H 。* 延時(shí)程序 * 。 40H 為最高位， 43H 為最低位，先掃描高位 DISPLAY: MOV R1 , 40H。 MOV 44H,TL0 。啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0，用以計(jì)數(shù) INTT11: CPL VOUT 。重新開(kāi)啟測(cè)距定時(shí)器 SETB EA SJMP Start1 。T1為 T0為 16位定時(shí)器 MOV TH0 , 00H 。******************************************** 。 Updata :2020/07/09 。 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀 取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。 主程序框圖如下圖（ 21）示： 基于 C51 單片機(jī)超聲波測(cè)距器課程設(shè)計(jì) 11 圖（ 21） 主程序框圖 （ 3） 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過(guò) 端口發(fā)送 2 個(gè)左右超聲波脈沖信號(hào)（頻率約 40kHz 的方波），脈 沖寬度為 12μ s 左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0 打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。適當(dāng)更改電容 C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。上位電阻 R1O、 R11 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。 (2)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 tr，然后求出距離 S＝ Ct／ 2，式中的C為超聲波波速 。 具體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下： （ 1） 51 單片機(jī)的功能特點(diǎn) 5l系列單片機(jī)中典型芯片 (AT89C51)采用 40引腳雙列直插封裝 (DIP)形式，內(nèi)部由 CPU， 4kB 的 ROM， 256 B 的 RAM， 2 個(gè) 16b 的定時(shí)／計(jì)數(shù)器 TO 和 T1， 4個(gè) 8 b 的工／ O端 I： IP0， P1， P2， P3，一個(gè)全雙功串行通信口等組 成。 測(cè)距儀的分辨率取決于對(duì)超聲波傳感器的選擇。 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類(lèi)是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。首先測(cè)出超聲波從發(fā)射到遇到障礙物返回所經(jīng)歷的時(shí)間，再乘以超聲波的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離測(cè)量距離的方法有很多種，短距離的可以用尺，遠(yuǎn)距離的有激光測(cè)距等，超聲波測(cè)距適用于高精度的中長(zhǎng)距離測(cè)量。 ④ 以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。這就是我設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距儀 的意義。在新的世紀(jì)里，面貌一新的 測(cè)距儀 將發(fā)揮更大的作用。展望未來(lái)，超聲波 測(cè)距儀 作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足日益