【正文】 些控制信號。本設(shè)計采用的AT89S52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)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（CPU）和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大AT89S52單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。一旦有高電平出處，即在模塊中經(jīng)過放大電路，驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，則產(chǎn)生一面為“+”極，另一面為“”極的40kHz正弦電壓。限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在四個因素：超聲波的幅度、反射物的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收裝置的靈敏度。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點都是一種機(jī)械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。超聲波可以在固體、液體和氣體中以不同的速度進(jìn)行傳播，其速度受介質(zhì)溫度、壓力等因素的影響，但在相同外部環(huán)境下，超聲波在同一介質(zhì)中的傳播速度是一常數(shù)。這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像等技術(shù)。超聲粉碎：降低溶質(zhì)顆粒度，如：細(xì)胞粉碎和化學(xué)檢測等。8科教文化：化學(xué)生物等實驗器皿的清洗和除垢。利用單片機(jī)控制超聲波檢測模塊往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且測量精度較高。當(dāng)聲波的振動頻率大于20K赫茲或小于20赫茲時，人們便聽不見了。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的超聲波技術(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。目前對超聲波高精度測距系統(tǒng)的需求越來越大。本設(shè)計就是本著這個宗旨出發(fā),利用超聲波的特性來為我們服務(wù)。本設(shè)計對超聲波傳感器測距的可能性進(jìn)行了理論分析，利用單片機(jī)以及超聲波在介質(zhì)的傳播特性等知識，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊。超聲波在空氣中的傳播速度為v，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即：s=vt/2 。1緒論 選題背景及意義隨著社會的發(fā)展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。未來的超聲波測距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問題也能得以解決。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點。 3醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器械的清洗，消毒，殺菌，實驗器皿的清洗等等。11紡織印染行業(yè)：清洗紡織錠子和噴絲板等。超聲波是在一種彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，它有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。表面波只能沿著固體表面?zhèn)鞑?，其質(zhì)點運動軌跡為橢圓形，且橢圓的長軸垂直于傳播方向，而短軸平行于傳播方向。利用超聲波在異質(zhì)界面上發(fā)生的反射特性，獲得從界面反射回來的反射波，通過內(nèi)部的電路處理從而達(dá)到探測距離的目的。采用超聲波測量大氣中的地面距離，是近代電子技術(shù)發(fā)展才獲得正式應(yīng)用的技術(shù)，由于超聲測距是一種非接觸檢測技術(shù)，不受光線、被測對象顏色等的影響，在較惡劣的環(huán)境(如含粉塵)具有一定的適應(yīng)能力。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。本設(shè)計選用HCSR04 超聲波傳感器。該測距裝置是由超聲波模塊、單片機(jī)、和LED顯示電路組成。其管腳圖如圖6所示。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如此不斷的周期測，就可以達(dá)到移動測量的值了。動態(tài)顯示是一位一位地輪流點亮各位數(shù)碼管，這種逐位點亮顯示器的方式稱為位掃描。本設(shè)計采用共陰極數(shù)碼顯示管做顯示電路，數(shù)碼管引腳圖如圖8所示：圖8數(shù)碼管引腳圖 由于采用的是共陰的數(shù)碼顯示管，所以只要數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、h引腳為高電平，那么其對應(yīng)的二極管就會發(fā)光，使數(shù)碼顯示管顯示0～9的編碼見表1。不會損壞單片機(jī)的I/O口，同時也可以為數(shù)碼顯示管起到限制電流的保護(hù)作用。本設(shè)計采用上電且開關(guān)復(fù)位電路，如圖9所示上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。主程序完成初始化工作、超聲波發(fā)射和接收，距離計算、結(jié)果的輸出。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計算出距離，主程序采用C語言編寫。 //自定義寄存器bit succeed_flag。 i=0。 //打開定時器0中斷 ET1=1。 //等待Echo回波引腳變高電平 // succeed_flag=0。//等待測量的結(jié)果，（可用中斷實現(xiàn)） TR1=0。 //測試燈變化 } distance[i]=distance_data。 conversion(b)。 switch(flag) {case 0x00:P2=ge。 case 0x02:P2=bai。 } }//*****************************************************************//定時器1中斷,用做超聲波測距計時timer1() interrupt 3 // 定時器0中斷是1號 {TH1=0。 //取余運算 shi_data=temp_data/10 。 shi = shi_data。 for(i=0。 5系統(tǒng)調(diào)試與誤差分析通過多次實驗，對電路各部分進(jìn)行了測量、調(diào)試和分析。在相同的間隔測量距離，由于波的傳播時間是相同的，但不同溫度下到聲速不同，所以最終造成測量出來的距離不相等，即如果不是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下進(jìn)行測量，將存在系統(tǒng)誤差。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。測距范圍從4cm到80cm，測量精度在177。參考文獻(xiàn)[1][J].，5:2932[2][J]. ，4(3):810[3].何希才，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004:138152[4][M].北京：清華大學(xué)出版社，2004:2746[5]吳斌方，劉民，[J].，19(6):2628[6]譚洪濤，[J].，18:9496[7]趙占林，[J].，12(6):144145[8]蘇煒，龔壁建，[J].，23(6):811[9]羅忠輝，[J]. ，1:109[10] 石峰: 高精度低成本車用超聲波傳感器的研制, 傳感器世界, 2006年01期, P30P32[11] 張珂,劉鋼海: 提高超聲波測距精度方法的研究, 現(xiàn)代電子技術(shù)，, P139P141　[12] 程 周：可編程序控制器原理與應(yīng)用，高等教育出版社，, P3P7[13] 吳中俊、黃永紅：可編程序控制器原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， , P52P57[14] 時瑋,孟軍,劉波：溫度修正的超聲波測距控制設(shè)計, 機(jī)械工程與自動化, 2005年06期, P86P88[15][J].，6:5859[16]Yusuke Moritake， Hiroomi Recognition System Using Two Ultrasonic Sensors and Combinational Logic Circuit[M]. Electronics and Communications in ，88(7):3342[17]Atmed Data Book[M].[18] MCS51 MICROCONTROLLER FAMILY USER’S [19]Desigin Ware DW8051 MaeorCell Databook. SynopsysInc December9. 2003[20] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors [21] JakaSimsic. OC8051 Design Document 致 謝經(jīng)過兩個多月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是非常困難的