【正文】 ，有信號時則產(chǎn)生下降。 2腳：該腳與地之間連接 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。實驗證明用 CX20xx6A 接收超 聲波 (無信號時輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。 壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。 （ 2） 動態(tài)顯示 用接口電路把所有的顯示器的 8 個字段 ——a,b,c,d,e,f,g 和 dp 同名端連接起來，而每個顯示器的公共極各自獨立的接受 I/O 線控制。 8 個 LED 分別為a,b,c,d,e,f,g,dp,每一個 LED 稱之為一個字段， dp 為小數(shù)點。 T2EX 引腳為邏輯 ―0‖時，定時 器 2 向下計數(shù)，當(dāng) TH2 和 TL2 中的數(shù)值等于 RCAP2H 和 RCAP2L 中的值時，計數(shù)溢出，置位TF2，同時將 0FFFFH 數(shù)值重新裝入定時寄存器中。復(fù)位時， DCEN 位置 ―0‖，定時器 2 默認設(shè)置為向上計數(shù)。由于識別 1 至 0 的跳變需要 2 個機器周期（ 24 個振蕩周期），因此，最高計數(shù)速率為振蕩頻率的 1/24。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) STC89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。對端口寫 ―1‖，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 RST/Vpd（ 9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。 2 個外部中斷源 兼 容 MCS51 指令系統(tǒng) 當(dāng)超聲波被所測的物體遮擋，超聲波會被反射回來 時，超聲波接收模塊會將其接收，用發(fā)射與接收的時間差進行計算所測距離。由于超聲波也是一種聲波，其聲速 v 與溫度有關(guān)，下表列出了幾種不同溫度下的聲速 。 超聲波測距的原理一般采用渡越時間法 TOF（ time of flight）。這樣， 80C51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80C51 系列。目前，單片機內(nèi) ROM 最大可達 64KB， RAM 最大為 2KB。低電壓化，幾乎所有的單片機都有 WAIT、 STOP 等省電運行方式。 CMOS 電路的特點是低功耗、高密度、低速度、低價格。 因此，設(shè)計好的超聲波測距儀就顯得非常重要了。 ultrasonic emission of ultrasonic receiver 。論文介紹了一種運用單片機和 CX20xx6A 組成的超聲波測距系統(tǒng)。 本系統(tǒng)成本低廉，功能實用。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。 CHMOS 和 HMOS 工藝的結(jié)合。目前 供電的單片機已經(jīng)問世?，F(xiàn)指令速度最高者已達 100MIPS（ Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒），并加強了位處理功能、中斷和定時控制功能。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 2 超聲波測距儀系統(tǒng)的硬件和軟件的功能分析 超聲波測距的設(shè)計原理論證 超聲波測距儀的設(shè)計思路 超聲波是指頻率高于 20KHz 的機械波。 由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì) 中傳播距離遠，因而超聲波可以用于距離的測量。 表 1 超聲波波速與溫度的關(guān)系表 溫度（ ℃ ） 30 20 10 0 10 20 30 100 聲速（ m／ s） 313 319 325 323 338 344 349 386 超聲波測距儀原理框圖 根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，可以采用 STC89S51單片機作為主控制器，用動態(tài)掃描法實現(xiàn) LED 數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機的定時器完成，超聲波測距器的系統(tǒng)框圖如圖 . STC89C51L E D 顯 示超 聲 波 接 收超 聲 波 發(fā) 送掃 描 驅(qū) 動 圖 超聲波測距儀原理框圖 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 電超聲波測距儀系統(tǒng)的軟件方案論證 根據(jù)超聲波測距儀系統(tǒng)的功能要求，設(shè)計要分為 5 個模塊：鍵盤輸入模塊，超聲波發(fā)射模塊，超聲波接收模塊 ，數(shù)碼管顯示模塊，報警模塊。 STC89C51 簡介 STC89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 STC89C51 單片 機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 級加密位 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器， EA 端必須保持低電平（接地）。它既可當(dāng)定時器使用，也可作為外部事件計數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器 T2CON（如表 3）的 C/T2 位選擇。如果EXEN2=0，定時器 2 是一個 16 位定時器或計數(shù)器，計數(shù)溢出時，對 T2CON 的溢出標(biāo)志 TF2 置位，同時激活中斷。這個脈沖使 EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。如圖 31所示，單片機最小系統(tǒng)主要由 STC89C51單片機、外部振蕩電路、復(fù)位電路和 +5V 電源 組成。共陽極是把 a,b,c,d,e,f,g的 7 個發(fā)光二極管的正極連接在一起并接到 5V 的電源上，其余的 7 個負極接到相應(yīng)的輸出端上。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 7 段數(shù)碼管原理圖 超聲波發(fā)射電路模塊設(shè)計 壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能：利用壓電晶體諧振工作。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，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 CX20xx6A CX20xx6A 作為超聲波接收處理的典型電路。 3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為 。這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。單片機在得到外部中斷 0 的中斷請求后，會轉(zhuǎn)入外部中斷 0 的中斷服務(wù)程序進行處理，在移動機器人的避障工作中，可以在中斷服務(wù)程序設(shè)定需要單片機處理的最短距離，比如 。在中斷響應(yīng)之后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)計數(shù)值與距離值換算子程序、二進制與十進制轉(zhuǎn)換子程序后顯示輸出，整個軟件系統(tǒng)程序分為主程序、中斷程序、顯示程序、限值報警程序。定時器 1 工作方式 2,定時器 0 工作方式 1 MOV TH0,00H 。將計算好的距離數(shù)據(jù)設(shè)置顯示緩沖區(qū)起始地址，顯示緩沖區(qū)中被現(xiàn)實的字符碼的字形碼的地址偏移量預(yù)先制表放入，蜂鳴器報警部分，當(dāng)測試的距離小于 50CM 的時候就發(fā)生報警。 硬件調(diào)試 由于個人經(jīng)驗不足的原因，此次設(shè)計做出的實物焊接 方面較為粗糙與預(yù)計目標(biāo)有一定的差距，但是對以后的設(shè)計打下很好的理論與實踐基礎(chǔ)。采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。電路中除集成電路外，對各電子元件也無特別要求。然而，由于專業(yè)水平有限，此時間定時控制系統(tǒng)在很多環(huán)節(jié)還很粗糙，有待改進。在網(wǎng)絡(luò)上查詢，詢問同學(xué)，詢問老師，查詢書 籍，基本上能用的方法都用了之后，我才正式開始做起畢設(shè)來。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。接收的信號第 N 次的的標(biāo)志 ! TJ4 EQU 63H 。蜂鳴器 ORG 0000H 。定時器 1 工作方式 2,定時器 0 工作方式 1 MOV TH0,00H 。外部 0 中斷為優(yōu)先級 MAIN1: SETB TR0 。沒有按下的話直接跳到測距程序 ZY1: CLR BELL 。如果按下按鈕 2 的話 ,報警開關(guān)標(biāo)志改變 ,如果以前為 1,則按下為 0,如果為 0,則按下為 1 AJMP MAIN4 MAIN3_3: MOV TJ4,00H MAIN4: JB ,MAIN3 。顯示第一位 AJMP MAIN6 MAIN5_1: CJNE A,1,MAIN5_2 ACALL DISPLAY4 。第 3 位調(diào)節(jié)程序 ACALL DELAY10 JB ,MAIN10 CLR BELL ACALL DELAY125 SETB BELL INC A3 沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 MOV A,A3 CJNE A,10,MAIN10 MOV A3,0 AJMP MAIN10 MAIN9: JB ,MAIN10 。重新開啟測距定時器 MOV R2,64H 。 的定時值 MOV TL1,0F6H 。ACALL DISPLAY 。開總中斷 SETB TR0 。如果大于的話 ,就不報 RETI INT0_1_3: CPLBELL 。指定查表啟始地址 ,顯示輸入的四位密碼程序 MOV R0,1 。報警 AJMP INT0_END INT0_4: MOV A,42H CLR C CJNE A,A3,INT0_5 AJMP INT0_7 INT0_5: JC INT0_6 。關(guān)計數(shù)器 CLR TR1 CLR ET1 CLR EA CLR EX0 INC TJ3 MOV A,TJ2 CJNE A,TJ3,INT02 SETB TJ1 。定時中斷 0 中斷程序 CLR TR0 。ACALL DISPLAY 。顯示完后返回測距主程序 DST1: CPL VOUT 。顯示剛才輸入的 4 位設(shè)定值 DJNZ R4,MAIN10_1 。第一位調(diào)節(jié)程序 ACALL DELAY10 JB , MAIN10 CLR BELL ACALL DELAY125 SETB BELL INC A1 。如果不松手則一直響 SETB BELL 。如果標(biāo)志為 1,則顯示 0N MAIN3_2: JB ,MAIN4 。關(guān)中斷 SETB EA 。定時器 1 中斷的計數(shù)值 ,計數(shù)值重裝 MOV R4,04H 。定時器 1 中斷 AJMP DST1 ORG 002BH 。顯示要調(diào)節(jié)的的第 2 位 A3 EQU 67H 。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠長存。 困難和成績都是并肩存在的，困難之后一定會有著光明，我成功了，我喜悅了，在經(jīng)歷了本次 超聲波測距電路 設(shè)計，我真正的學(xué)會了很多知識，也鍛煉了自己動手和動腦的能力，這在我今后生活、學(xué)習(xí)和工作上有很大的幫助，也是開啟我即將步入社會的一把鑰匙，在這里我也非常感謝幫助過我的同學(xué)和老師，沒有你們的一把鑰匙我也不會這么快的成功。 結(jié)束語 為期半年的畢業(yè)設(shè)計終于順利完成，在這期間付出汗水，辛勞可是一言難盡。電子計算機從過去的龐然大物已經(jīng)可以縮小到可以置于控制系統(tǒng)核心之中，作為系統(tǒng)的控制器、存儲器及運算器，并使其具有智能的作用。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。根據(jù)所設(shè)計的電路參數(shù)和程序，測距儀的穩(wěn)定測量范圍為～ 4m，測距儀在 2m內(nèi)最大誤差不超過 1cm。延時值 SET B ET1 。指令開啟 T0，在開啟 T0 同時開發(fā)發(fā)射超聲波脈沖。 2. 信號處理 RAM 中存儲的計數(shù)值并不能作為距離直接顯實出來，應(yīng)為計數(shù)值和實際的距離之間的轉(zhuǎn)換公式為： S=*V*T=*V*(TR*N)， T 為發(fā)射信號到接受信號的時間，TR 為方波信號作為計數(shù)脈沖計數(shù)器的時間分辨率， N 為計數(shù)值，在這個部分中信號處理包括計數(shù)值與距離值轉(zhuǎn)換的，二進制和十進制的轉(zhuǎn)換。 R1和 C1 控制 CX20xx6A 內(nèi)部的放大增益， R2 控制帶通濾波器的中心頻率。