【正文】 void main() { delay(20210)。 return dd。 respons()。 writebyte(address)。 k=(k1)|j。 delay(5)。 delay(5)。 for(i=0。 while((SDA==1)amp。 delay(5)。 delay(5)。 write(0x30+s%10,1)。c++)write(result[c],1)。c++)write(begin2[c+16],1)。c++)write(begin1[c+16],1)。 } void begin1_display()////開機顯示 ZXG’ s graduation project 5/2021 { init1602()。 RW=0。 } void busy()/////1602 忙信號檢測 { do { RS=0。 Trig=1。 char result[]= Text time:000 Result: cm 。 //1602 的讀 寫控制， 1 讀， 0 寫 sbit E= P2^6。采用多個換能器以測量點到點的距離 ,并進行方位的確定 ,如方位入侵報警、汽車防撞及倒車?yán)走_(dá)等。 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 第二節(jié) 誤差分析 超聲波波束入射角的影響 如果系統(tǒng)是用來測量面與點的距離 ,則被測物、換能器及換能器所在測量參考平面三者之間存在一個幾何角度 ,即反射波入射到換能器的角度 ,當(dāng)這個角度不是 90176。 writebyte(0xaf)。 stop()。 return k。i++) { SCL=1。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 delay(5)。 ///////////////////////////////////24c02 程序 /////////////////////////////// void init24c02()////初始化 { WP=1。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低，即各器件的SDA 及 SCL 都是線“與”關(guān)系。 write(0x30+m,1)。c16。 write(0x30+(a%100/10),1)。c16。c16。 E=0。 } while(BF==1)。這樣就不像數(shù)碼管那樣還得不停的掃描，可以大大的提高單片機的利用率。 ////控制模塊發(fā)射超聲波的 10us 脈沖 delay(15)。距離 =高電平時間 *聲 速 /2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。 HCSR04 系列超聲波測距模塊基本工作原理： （ 1）采用 IO 口 Trig 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號； （ 2）模塊自動發(fā)送 8 個 40KHz 的方波，自動檢測是否有信號返回； （ 3）有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就 是超聲波發(fā)射到返回的時間。 write(0x45,1)。 write_add(0,i)。 if(i==10)i=1。 init24c02()。 for(c=0。計數(shù)器所計的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時間，通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。 系統(tǒng)可提供 M1M9 總共 9個數(shù)據(jù)保存， key2 鍵是上翻 M1M9， key3 鍵是下翻 M1M9，key1 鍵是測距鍵，每當(dāng)按下 key1 鍵，系統(tǒng)測距一次，測距后的數(shù)據(jù)保存在當(dāng)前液晶顯示的 M單元（上下鍵選擇）中，系統(tǒng)可以顯示用戶開機后總共的測距次數(shù)，本系統(tǒng)還提供了開機或復(fù)位后，系統(tǒng)自動的跳轉(zhuǎn)到關(guān)機前狀態(tài)。 圖 21 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 第三節(jié) 超聲波測距原理 超聲波測距的方法有多種：如往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法?？傮w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，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。它的基本原理是基于超聲波在介質(zhì)中傳播時遇到不同的界面，將產(chǎn)生反射，折射，繞射，衰減等現(xiàn)象，從而使傳播的聲時，振幅，波形，頻率等發(fā)生相應(yīng)變化，測定這些規(guī)律的變化，便可得到材料的某些性質(zhì)與內(nèi)部構(gòu)造情況。超聲波有兩個特點，一個是能量大，一個是沿直線傳播，它的應(yīng)用就是按照這兩個特點展開的。為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的距離信息（距離和方向）。機器人通過其感知系統(tǒng)察覺前方障礙物距離和周圍環(huán)境來實現(xiàn)繞障、自動尋 線、測距等功能。論文概述了超聲檢測的發(fā)展及基本原理，介紹超聲波傳感器的原理及特性。在新的世紀(jì)里，面貌一新的傳感器將發(fā)揮更大的作用。展望未來，超聲波傳感器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，以滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線 列陣聲納，實現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實用的要求，因此在 測距儀器 的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)對室內(nèi)有限范圍的距離測量具有較高的精度和可 靠性，最后文中分析了誤差產(chǎn)生的原因及如何對系統(tǒng)進行完善 。本課題的研究是 非常有實用和有商業(yè)價值的。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。超聲技術(shù)是通過超聲波產(chǎn)生、傳播及接收的物理過程而完成的。線性電 源也有它特有的應(yīng)用范圍，它的優(yōu)點是可以不嚴(yán)格要求電路匹配，允許工作頻率連續(xù)快速變化。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 21 所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。 表 21 不同 溫度下的聲速 溫 度℃ 30 20 10 0 10 20 30 聲速 m/s 313 319 322 331 337 344 350 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 第三章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計 第一節(jié) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的超聲波發(fā)射和接收電路采用 HCSR04 系列超聲波測距模塊，此模塊的特點是可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可高達(dá) 3mm。 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計 一、 單片機電路及主程序 系統(tǒng)主要由單片機系統(tǒng)及顯示電路，存儲電路、超聲波測距模塊四部分組成。程序流程圖 如圖 34所示。c6。 display_s(m[i])。 if(i==0)i=9。 write_add(i,s)。 text_time_display(t)。一旦檢測到有回波信號則輸出回波信號。///定時器 16位，外部中斷觸發(fā) TR0=1。 s=(TH0*256+TL0)*。 //////////////////////////////1602 顯示函數(shù) /////////////////////// void busy()/////1602 忙信號檢測 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 { do { RS=0。 RW=0。 } void begin1_display()////開機顯示 ZXG’ s graduation project 5/2021 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 { init1602()。c++)write(begin1[c+16],1)。c++)write(begin2[c+16],1)。c++)write(result[c],1)。 write(0x30+s%10,1)。一根是數(shù)據(jù)線 SDA，另一根是時鐘線 SCL。為了避免混亂 ， I2C 總線要通過總線仲裁，以決定由哪一臺主機控制總線。 } void start()///////啟動信號 { SDA=1。 SCL=1。amp。i8。 } SCL=0。 SDA=1。 SCL=0。 respons()。 writebyte(address)。 } /////////////////////////////////////////////////////////////////// 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 第四章 系統(tǒng) 試驗結(jié)果與誤差分析 第一節(jié) 系統(tǒng)試驗結(jié)果 系統(tǒng)試驗結(jié)果符合當(dāng)出設(shè)計的要求，各 部分模塊電路和程序運作正常。 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 第五章 結(jié)論 系統(tǒng)體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、測距范圍較大且測量誤差小 ,易于產(chǎn)品化 ,具有較強的實用價值。 //測距模塊控制端， 10us 以上高電平模塊工作 sbit Echo=P3^2。 //數(shù)據(jù) down char begin1[] =ZXG39。 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 TMOD=0x09。 delay(10)。 delay(100)。 write(0x0c,0)。 write(0x80+0x40,0)。 write(0x80+0x40,0)。 } void result_display() ///////顯示 Result： cm { write(0x80,0)。 } void display_s(uchar s)/////顯示測試結(jié)果 { write(0x80+0x40+7,0)。 SCL=1。 SDA=0。 } 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 34 void respons()////////回應(yīng)信號 { uchar i=0。 } void writebyte(uchar date)/////寫一個字節(jié) { uchar i,temp。 SDA=CY。 WP=0。 delay(5)。 } void write