【正文】 電容采用 100uF 電解和 104瓷片電容并聯(lián)使用，電磁兼容的實(shí)踐證明，兩個(gè)差 100倍的電容并聯(lián)使用效果很好。 第四腳 RS:寄存器選擇信號(hào)線， H為數(shù)據(jù)選擇， L為指令選擇。 圖 12 蜂鳴器電路 溫度測(cè)量電路 由于超聲波的傳播速度 c會(huì)受溫度、濕度、壓強(qiáng)等的影響，其中溫度的影響尤為嚴(yán)重。 在系統(tǒng)上電的瞬間， RST 與電源電壓同電位，隨著電容的電壓逐漸上升， RST電位下降，于是在 RST 形成一個(gè)正脈沖。 74HC04 是一個(gè)高速 CMOS 六反相器，具有對(duì)稱的傳輸延遲和轉(zhuǎn)換時(shí)間，而相對(duì)于 LSTTL 邏輯 IC，它的功耗減少很多。 由時(shí)序圖可以看出，超聲波測(cè)距模塊的發(fā)射端在 T0 時(shí)刻發(fā)射方波，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)收到回波后，產(chǎn)生一負(fù)跳變到單片機(jī)中斷口，單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，定時(shí)器停止計(jì)數(shù)?？諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系可表示 為： )/( smTTc ???? 聲 速 確 定 后 ， 只 要 測(cè) 得 超 聲 波 往 返 的 時(shí) 間 ， 即 可 求 得 距 離 ：l=1/2(+)t。反之，如果兩極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。 (3) 熱學(xué)作用 如果超聲波作用于介質(zhì)時(shí)被介質(zhì)所吸收，實(shí) 際上也就是有能量吸收，同時(shí)，由于超聲波的振動(dòng)，使介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻振蕩介質(zhì)相互摩擦產(chǎn)生熱熱量，這種能量使介質(zhì)溫度升高。 超聲波的物理性質(zhì) (1) 超聲波的反射和折射 當(dāng)超聲波傳播到兩種特性阻抗不同介質(zhì)的平面分界面上時(shí)，一部分超聲波被反射；另一部分透射過(guò)界面，在相鄰介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播。 本設(shè)計(jì)任務(wù)主要要求 （ 1）設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的超聲波測(cè)距儀，可以應(yīng)用于汽車倒車、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控； （ 2）測(cè)量范圍在 ～ ，測(cè)量精度 1cm； （ 3）測(cè)量時(shí)與被測(cè)物無(wú)直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測(cè)量結(jié)果。 超聲波測(cè)距由于其能進(jìn)行非接觸測(cè)量和相對(duì)較 高的精度，越來(lái)越被人們所重視。 本設(shè)計(jì)可望成為駕駛員特別是貨車以及公共汽車駕駛員的好幫手，可有效的減少和避免那些視野不良的大型汽車 ， 如集裝箱車、載貨車、公共汽車等倒車交通事故 。目 錄 .............................................................. 1 設(shè)計(jì)的應(yīng)用前景 ............................................. 1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 ......................................... 1 超聲波測(cè)距系統(tǒng)概述 ......................................... 2 本設(shè)計(jì)任務(wù)主要要求 ......................................... 2 .................................................... 2 超聲波的基本理論 ........................................... 2 超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理 ......................................... 3 .............................................. 5 3． 1 超聲波測(cè)距系統(tǒng)電路總體設(shè)計(jì)方案 ............................ 5 超聲波發(fā)射和接收電路的設(shè)計(jì) ................................. 6 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路 ......................................... 7 ..................................................... 11 系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu) ............................................ 11 系統(tǒng)主程序 ................................................ 12 40KHZ 超聲波發(fā)送子程序 .................................... 13 DS18B20 溫度采集程序 ...................................... 14 距離計(jì)算子程序 ............................................ 14 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 ............................................ 14 LCD 顯示子程序 ............................................ 15 基于 PROTEUS 的軟件仿真 .................................... 16 ..................................................... 17 超聲波發(fā)射波形的改進(jìn) ...................................... 17 樣機(jī)的制作 ................................................ 17 進(jìn)一步研究系統(tǒng)的抗干擾性能 ................................ 17 致謝 ............................................................... 18 參考文獻(xiàn) ........................................................... 18 附錄 ............................................................... 20 1 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì) 摘要 利用超聲波測(cè)距原理，出于低成本、高精度的目的，提出了一種基于 AT89S52的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 單片機(jī)的出現(xiàn)及發(fā)展使計(jì)算機(jī)技術(shù)從通用型數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入到智能化的控制領(lǐng)域。 展望未來(lái)，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更高定位、更高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求。 超聲波的基本理論 超聲波技術(shù)是一門以物理、電子、機(jī)械、以及材料科學(xué)為基礎(chǔ)的、各 行各業(yè)都可使用的通用技術(shù)之一。這樣的兩種情況稱之為超聲波的反射和折射。 超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理 4 超聲波傳感器 總體上講，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(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。超聲波傳感器結(jié)構(gòu)如下： 圖 2超聲波傳感器外部結(jié)構(gòu) 圖 3 超聲波傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 超聲波測(cè)距的方案 超聲波測(cè)距方法主要有三種： 1）相位檢測(cè)法：精度高，但檢測(cè)范圍有限； 2）聲波幅值檢測(cè)法：易受反射波的影響； 3）渡越時(shí)間法：工作方式簡(jiǎn)單，直觀，在硬件控制和軟件設(shè)計(jì)上都容易實(shí)現(xiàn)，其原理為：檢測(cè)從發(fā)射傳感器發(fā)射的超聲波經(jīng)氣體介質(zhì)傳播到接收傳感器的時(shí)間 t，這個(gè)時(shí)間就是渡越時(shí)間，然后求出距離 l。 （系統(tǒng)中應(yīng)用該式進(jìn)行溫度補(bǔ)償） 如果為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，本設(shè)計(jì)中將根據(jù)需要利用軟件方式增加角度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)： 2 2 2s l h?? 。計(jì)算時(shí)間差，即可得到超聲波在媒介中傳播的時(shí)間t，由此便可計(jì)算出距離。另外，上拉電阻 R R2 一方面可以提高反相器 74HC04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加發(fā)射器 T1的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。只要該脈沖足夠?qū)捑涂梢詫?shí)現(xiàn)復(fù)位。因此在測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行校正，以減小誤差。 第五腳 RW:讀寫信號(hào)線。本設(shè)計(jì)電源電路如下： 圖 16 電源電路 系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu) (1)DS18B20 溫度傳感器接口模塊，分為初始化程序、寫入命令以及 讀取子程序等部分； 12 (2)基于 YB1602 的顯示模塊，分為初始化子程序、寫入子程序以及顯示子程序； (3)溫度補(bǔ)償與距離計(jì)算模塊，分為超聲波發(fā)送控制程序、接收處理程序、溫度補(bǔ)償子程序等。 15 圖 22 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序流程圖 LCD 顯示子程序 LCD 液晶顯示程序分為液晶初始化、讀 忙、寫指令和寫數(shù)據(jù)操作，液晶顯示器是一塊慢器件，所以在執(zhí)行每條指令之前必須確定模塊忙標(biāo)志為低電平（不忙），否側(cè)此指令無(wú)效。 由于時(shí)間不是很充裕，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還存在一些不足，下一步還有以下工作要繼續(xù)進(jìn)行： 超聲波發(fā)射波形的改進(jìn) 因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)加在發(fā)射器上的電壓波形采用方波，方波含有豐富的高次諧波，不利于精確鑒相。在這期間，我和劉老師保持著經(jīng)常性的面對(duì)面或通過(guò)郵件形式的交流。,39。,39。}。 //LCD RS sbit RW=P2^1。 void BUMA(void)。 //10MS 到標(biāo)準(zhǔn)位， flag 即通用標(biāo)志位，當(dāng) sta_flag=1 時(shí)，表示到了 10ms sbit fuhao =flag^1。 //定時(shí)器 0設(shè)定初值 TH1=0。 CNT=1。 _nop_()。 _nop_()。i++) //顯示清零 { num[i]=0。 //開(kāi)總中斷 } /******************距離計(jì)算 ***************************/ void JULIJS() //使用全局變量，可以定義為空 { float c,d,s。 distance=sqrt(s)。 } tp*=10。 num[26]=tmp/100。 // 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)化命令 } } /***********讀取溫度函數(shù) **************/ uint GET_WD(void) { uint a = 0, b = 0, t = 0。 t = t | a。 //稍做延時(shí)后 如果 x=0 則初始化成功， x=1 則初始化失敗 if(DQ) flag=0。 // 拉低數(shù)據(jù)線，開(kāi)始讀數(shù)據(jù) dat = 1。 i) { DQ = 0。 } 27 /**************************LCD 顯示函數(shù) *******************/ void LCD_DISP() { uchar a,b,d。amp。 if((b24)amp。 E = 1。 RW = 0。 RW = 0。 //清顯示 Delay(2)。 _nop_()。 _nop_()。 for(i=0。y++)。 //一個(gè) CPU 周期 } BUZZER=0。 //初始化 31 while(!START ) { beep(150)。 //收到回波 TR1=0。 //重新啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 LCD_DISP()。第 2天：丹巴 — 塔公（塔公草原，塔公寺） — 新都橋 (145KM) 住宿：新都橋在大渡河邊觀梭坡古碉群，遙想當(dāng)年的金戈鐵馬。過(guò)塔公后繼續(xù)前行 33公里就到新都橋，新都橋被稱為“攝影者天堂”，彎彎的小溪、金黃的柏楊，山巒連綿起伏，