【正文】 射脈沖，檢測到回波后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測出從超聲波發(fā)射到接收回波信號(hào)的時(shí)刻差，從而測出距離。報(bào)警的距離可以通過按鍵進(jìn)行控制。 圖 11 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)框圖 這種以單片機(jī)為核心的超聲波測距系統(tǒng)通過單片機(jī)記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波的應(yīng)用將越來越廣泛。因此研究超聲波測距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。 Key Words: Ultrasonic wave。 本課題詳細(xì)介紹了超聲波傳感器的原理和特性，以 及 Atmel 公司的AT89S51 單片機(jī)的性能和特點(diǎn)，并在分析了超聲波測距的原理的基礎(chǔ)上，指出了設(shè)計(jì)測距系統(tǒng)的思路和所需考慮的問題，給出了以 AT89S51 單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。AT89S51 ABSTRACT Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology bine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring , building construction site and some industrial scenes extensively。比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等等，其中，超聲波傳感器在測量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。而超聲波測距法具有以下優(yōu)勢(shì)： （ 1）超聲波有定向性較好、傳輸衰減小、 能量集中、有較強(qiáng)的反射能力等優(yōu)勢(shì)。 超聲波測距系統(tǒng)介紹 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)，是利用單片機(jī)編程產(chǎn)生頻率為 40kHz 的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路放大，使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩，發(fā)射超聲波。在軟件程序的設(shè)計(jì)上，為了使程序更加的靈活，我們采用 C51 語言，這樣可以大大的簡化 程序的編寫時(shí)間。主要分成三個(gè)主要的模塊：測距系統(tǒng)模塊、控制系統(tǒng)模塊和報(bào)警顯示模塊。正常人的聽覺可以聽到1620 千赫茲（ KHZ）的聲波，低于 16 千赫茲的聲波稱為亞聲波，我們把超過 20 千赫茲的聲波叫做超聲波。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前 需要了解它的性能。主要取決于壓電晶片本身。實(shí)際的距離為傳播距離的一半，其表達(dá)公式可由式（ ）表示： L=CT/2 （ ） 圖 23 超聲波測距的原理圖 （ ）式中， L 為需要測量得距離， C 超聲波的傳播速度， T 接受的往返的時(shí)間。 報(bào)警裝置采用的是有源蜂鳴器，根據(jù)距離遠(yuǎn)近進(jìn)行報(bào)警，以提示駕駛員。 4．傳感器的表面 上有著異物。確定了系統(tǒng)的最終的設(shè)計(jì)方案。計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，測出從超聲波發(fā)射脈沖群時(shí)刻到接收回波信號(hào)時(shí)刻差，超聲波在同溫同介質(zhì)中的傳播速度由測溫系統(tǒng)得知，將時(shí)刻差與聲速相乘，得出距離，并顯示。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。單片機(jī)的 P0 口為段碼輸出口，單片機(jī)的 、 、 口控制數(shù)碼管的位選 ,用三極管 8550 進(jìn)行數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)。 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 32 超聲波測距單片機(jī)系統(tǒng) 超聲波發(fā)射、接收電路 超聲波發(fā)射如圖 33，接收電路如圖 34。s，半周期為 。接收電路如圖 3所示。同時(shí)使用電阻進(jìn)行限流。 圖 37 報(bào)警輸出電路 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本章小結(jié) 本章主要介紹了超聲波測距系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，把系統(tǒng)的整體的硬件電路分成各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)調(diào)用超聲波測距子程序后，首先由單片機(jī)產(chǎn)生 4 個(gè)頻率為 超聲波脈沖，加載的超聲波發(fā)送頭上。 TH1=0x00。 i=yzsj。 csbint=1。本測距板 1s 測 量 45 次，超聲波發(fā)送功率較大時(shí)，測量距離遠(yuǎn)，則相應(yīng)的下限值（盲區(qū)）應(yīng)設(shè)置為高值。 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 400cm 到 600cm 左右，而我所能實(shí)現(xiàn)的最大距離只有 300cm左右，測量結(jié)果受環(huán)境溫度影響。這些因素使超聲波測距的精度和范圍受到影響。 ② 收到回波到被檢測出的滯后。由于目前大多數(shù)的晶體振蕩器，其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度為 2050 PPM 級(jí)別，對(duì)于音速的而言，帶來的穩(wěn)定誤差在 mm 級(jí)。在仿真圖中我們可以看見有兩個(gè)按鍵，這兩個(gè)按鍵的作用是用來調(diào)節(jié)報(bào)警距離的。 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 參考文獻(xiàn) [1] 徐淑華，程退安，姚萬生 .單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1999. 6： 128134 [2] 蘇長贊 .紅外線與超聲波遙控 [M].北京：人民郵電出版社， ： 2635 [3] 張謙琳 .超聲波檢測原理和方法 [M].北京：中國科技大學(xué)出版社， ： 1116 [4] 九州 .放大電路實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， ： 134—146 [5] 勝全 .D18B20 數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制 [M]. 南京：南京大學(xué)出版社 1998. 3： 43—51 [6] 陳光東 .單片機(jī)微 型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) (第二版 )[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社， ： 2125 [7] 恒清，張靖 .加強(qiáng)單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的方法 [J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2020 .10 [8] 華兵 .MCS51 單片機(jī)原理應(yīng)用 [M].武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社， 2020 .5： 47—61 [9] 李華 .MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1993. 6： 8793 [10] rotor S， ZHANG G X. 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Longman Scientific Technical [M]. 1991 ： 364372 北京城市學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 致 謝 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時(shí)也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間所給予我的幫助。去克服一切的艱難險(xiǎn)阻完成了我的大學(xué)生活。 unsigned int k_flag。 unsigned char disbuff[4] ={ 0,0,0,0,}。 TH0=0。 disbuff[0]=10。 } } //按鍵掃描程序 void key_Scan(void) //按鍵掃描 { if(set==0) //如果設(shè)置按鍵按下 { delay(300)。 } } } if(str==0) //減調(diào)整 { delay(300)。 timer++。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 TL0=0。 while(1) { while(!RX)。(k_flag!=1)) Alarm()。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論 文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 } } 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 //開啟計(jì)數(shù) while(RX)。 //2MS 定時(shí) TL1=0x30。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 if(x=200){beep_st=~beep_st。 //延時(shí)消抖動(dòng) if(k_flag==1) //判斷設(shè)置按鍵按下次數(shù) { TL。 //延時(shí)消抖動(dòng) k_flag++。 //“ ” disbuff[2]=10。 S=(time*)/100。 } /********************************************************/ void Display(void) //掃描 數(shù)碼管 { if(posit==0) {P0=(discode[disbuff[posit]])amp。 unsigned long S=0。 //蜂鳴器控制 sbit set=P1^0。同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)物圖如下圖 63 所示。同時(shí)選用質(zhì)量好 的晶振。 ③ 收到中斷到中斷響應(yīng)停止計(jì)時(shí)之間的滯后。其中溫度對(duì)超聲波在空氣中的傳播速度有明顯的影響，當(dāng)需要精確確定超聲波傳播速度時(shí)，必須考慮溫度的影響。這種方式，加大的超聲波了送頭的余振時(shí)間，造成超聲波測距 有一定的盲區(qū) . 距板沒有設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行修正。 由于條件原因調(diào)試時(shí)無法提供 6V 交流電與 5V 雙 USB 接口線，所以由 干電池與 5V 實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)壓電源代替。 //計(jì)算測量結(jié)果 jsz=jsz/2。 while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波 { i++。 csbint=1。當(dāng)檢測到 腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，立即停止 T0 計(jì)時(shí)。 4 軟件部分設(shè)計(jì) 主體程序設(shè)計(jì) 超聲波倒車測距的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序，超聲波發(fā)生子程序，超聲波 接收程序及顯示子程序組成。在電路板上還安裝了一個(gè)供電的開關(guān)，可以通過開關(guān)來打開和關(guān)閉電源，系統(tǒng)供電電路如圖 36 所示。每級(jí)放大器的放大倍數(shù)為 70 倍。由于單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為 12M 晶振，因而單片機(jī)的時(shí)間分辨率是 1181。接收電路 由 BG BG6 組成的兩組三級(jí)管放大電路構(gòu)成；超聲波的檢波電路、比較整形電路由 C D D4 及 BG9 組成。單片機(jī)控制著超聲波的發(fā)送，超聲波發(fā)送完畢后，立即