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LCALL DISPLAY JNB 00H,START1 。******************************************** 。顯示緩沖單元在 40H43H，使用內(nèi)存 44H、 45H、 46H 用于計(jì)算距離 。 IC :AT89C51 。 2020年 05期 。 2020年 01期 。 2020年 12期 。 本設(shè)計(jì)完全完成了任務(wù)書里的所有要求，測(cè)量距離 5~200cm，誤差在 5%以內(nèi)，其中10~100 距離范圍內(nèi)，誤差甚至在 1%以內(nèi)。最小的可測(cè)距離是由接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收 能力將決實(shí)際距離 (cm) 測(cè)得距離 (cm) 誤差 (cm) 誤差比 (%) 5 6 8 10 15 20 30 50 100 150 200 距離顯示 發(fā)射頭 接收 頭 標(biāo)尺 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 18 定。 由于工具簡(jiǎn)陋，實(shí)際測(cè)量距離也有誤差。 對(duì)所測(cè)的每組數(shù)據(jù)去掉一個(gè)最大值和最小值，再求其平均值，用來(lái)作為最終的測(cè)量數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行比較分析。 6. 讀取 T0 口計(jì)數(shù)值。 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ ，沒(méi)有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)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(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)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。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 13 接收電路 接收電路中的 CX20206A 芯片是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。超聲波發(fā)射頭 發(fā)射 的 超聲波 在空氣中傳播一段時(shí)間后經(jīng)前方被檢測(cè)物體反射回來(lái)， 由超聲波接收 頭接收，超聲波 電路 中的 20206 接收芯片對(duì)信號(hào)放大整形 ，超聲波接收電路接收 回波 后 發(fā)出一個(gè)下拉電平 使單片機(jī)進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中，單片機(jī)從溫度檢測(cè)電路讀取數(shù)值并 換算成當(dāng)前溫度下的聲速， 應(yīng)用時(shí)差法計(jì)算所檢測(cè)的距離， 最后所有的數(shù)據(jù)都在 LCD 顯示電路上顯示。以超聲波在 20℃的室溫條件下的聲速，其變化率為 %。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 9 顯示屏 本電路板 給測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 了兩種顯示電路，一種是數(shù)碼管顯示的人機(jī)接口；另一種是LCD1602 字符型液晶屏顯示接口，可以根據(jù)自己的需求來(lái)修改程序，以使其通過(guò)不同的媒介顯示相關(guān)信息。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。例如 :測(cè)繪 地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等，利用超聲波測(cè)量地面距離的方法，是利用光電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，超聲測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn)是 :儀器造價(jià)比光波測(cè)距儀低，省力、操作方便。但對(duì) 頻率在1012 赫以上的特超聲波，波長(zhǎng)可與固體中的原子間距相比擬，此時(shí)必須把固體當(dāng)作是具有空間周期性的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。用同一超聲信號(hào)源激勵(lì)兩個(gè)放置在液體中的換能器，它們分別金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 單片機(jī) 6 發(fā)射兩束相干的超聲波：一束透過(guò)被研究的物體后成為物波，另一束作為參考波。 超聲波應(yīng)用 由于 超聲波具有如下特性 ： 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播 ；超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量 ； 超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象 ； 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路。 單片機(jī)的最新技術(shù)進(jìn)步，包 括數(shù)字單片機(jī)的工藝及技術(shù)，模糊單片機(jī)的工藝及技術(shù)，單片機(jī)的可靠性技術(shù)，以及以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。在了解超聲波測(cè)距原理的基礎(chǔ)上，完成了基于時(shí) 差測(cè)距原理的一種超聲波測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其中為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)測(cè)量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性，在硬件上增加了溫度傳感器測(cè)溫電路，采取聲速預(yù)置和媒質(zhì)溫度測(cè)量相結(jié)合的辦法對(duì)聲速進(jìn)行修正，降低了溫度變化對(duì)測(cè)距精度的影響。因此，本課題的研究是非常有實(shí)用和商業(yè)價(jià)值。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立 即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。本課題完成整個(gè)超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)控制電路 ，發(fā)射電路，接收電路， LED 顯示電路。 ............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 C51編譯器 .................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本課題硬件部分設(shè)計(jì)采用最小系統(tǒng)板和所需的超聲波收發(fā)電路。超聲波在空氣中的傳播速度為 v，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 s，即： s=vt/2 。 超聲波測(cè)距的發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來(lái)越廣。有利于提高超聲波測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量精度。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 數(shù)字單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電壓等級(jí)以及制造工藝上。功耗越來(lái)越低和模擬電路 結(jié)合越來(lái)越多。 超聲效應(yīng)已廣泛用于實(shí)際，主 要有如下幾方面： 超聲檢驗(yàn)。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照 射聲全息圖，利用激光在聲全息圖上反射時(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的 重現(xiàn)現(xiàn)象 ，通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。點(diǎn)陣振動(dòng)的能量是量子化的，稱為聲子（見固體物理學(xué)）。 由于是利用超聲波測(cè)距，要測(cè)量預(yù)期的距離，所以產(chǎn)生的超聲波要有一定的功率和合金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 2 章 單片機(jī) 7 理的頻率才能達(dá)到預(yù) 定的傳播距離，同時(shí)這是得到足夠的回波功率的必要條件，只有的得到足夠的回波頻率，接收電路才能檢測(cè)到回波信號(hào)和防止外界干擾信號(hào)的干擾。小型超聲波傳感器，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為 2325kHz 及 4045kHz。 本課程 是用 4 位數(shù)碼管顯示的， 段碼用 74LS245 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三極管 Q Q Q Q4 驅(qū)動(dòng)，電路圖中標(biāo)號(hào) LCD1 為 1602 液晶顯示屏接口，電位器 RP2 用來(lái)調(diào)節(jié)液晶顯示對(duì)比度。所以溫度的影響不能忽略不計(jì)。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 12 硬件 發(fā)射電路 1 2U 1 : A7 4 L S 0 43 4U 1 : B7 4 L S 0 45 6U 1 : C7 4 L S 0 411 10U 1 : E7 4 L S 0 4L S 2S P E A K E RR21 0 kR31 0 k13 12U 1 : D7 4 L S 0 4 圖 52 超聲波發(fā)射電路 由于從單片 里發(fā)出的 40KHz 脈沖信號(hào)的功率較低，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)射換能器，因而需要一個(gè)放大電路將脈沖信號(hào)放大后再送至發(fā)射換能器，驅(qū)動(dòng)其發(fā)出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同頻率的超聲波，所以發(fā)射電路的主要功能就是放大，發(fā)射電路如圖 52 所示。 考慮到紅外遙控常用的載波頻率 38kHz 與測(cè)距超聲波頻率 40kHz 較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路，超聲波接收頭將機(jī)械 能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。增大電阻 R1 或減小 C1,將使負(fù)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。 7. 接收溫度傳感器的聲速。這樣處理數(shù)據(jù)也具有一定的科學(xué)性和合理性。影響測(cè)量誤差的因素很多，還包括現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾、時(shí)基脈沖頻率等等。 圖 57 測(cè)量結(jié)果 曲線圖 圖 57 更加直觀的顯示了測(cè)量的結(jié)果。而且測(cè)量結(jié)果清晰穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間短， 秒刷新一次數(shù)據(jù)，所以測(cè)量的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性好。 1921 [17] 何永強(qiáng) ,卜英勇 ,任鳳躍 ,樊高妮 .用于微地形探測(cè)的超聲波測(cè)距系統(tǒng) [J].機(jī)械工程師 。 3032 [21] 譚定忠 ,王啟明 ,王葉蘭 ,何干輝 ,喬鋒華 .機(jī)器人測(cè)距傳感器的研究 [J].機(jī)械與電子 。 4345 [25] 張健 ,李鋼 .超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) [J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )。 TEL : 。 VOUT EQU 。* 主 程 序 * 。收到反射