【正文】 第3章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)及顯示電路設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。v=+ （22）式中，T 為實(shí)際溫度單位為176。因此，我國對超聲波的研究特別活躍。因此，利用超聲波的這些特性就可制成超聲波傳感器。超聲波測距相對其他測距技術(shù)而言成本低廉,測量精度較高,不受環(huán)境的限制,應(yīng)用方便，將它與紅外、灰度傳感器等結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人尋線和繞障功能。為解決這一系列難題，本文設(shè)計(jì)了一款基于STC89C52 單片機(jī)的低成本、高精度、微型化的超聲波測距系統(tǒng)。國內(nèi)外計(jì)算機(jī)應(yīng)用部門競相用這種單片機(jī)構(gòu)成各種智能儀表，智能控制器，智能接口，通用測控單元，醫(yī)療器械等，標(biāo)志著單片機(jī)正式登上了計(jì)算機(jī)世界的舞臺。距離是在不同的場合和控制中需要檢測的一個(gè)參數(shù)，所以測距就成為數(shù)據(jù)采集中要解決的一個(gè)問題。在國內(nèi)，單片機(jī)以其及其優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)受到人們的高度重視，并取得了一系列科研成果，成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有光控的發(fā)展前景。 Micro Control Unit?；趩纹瑱C(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：本文在超聲波測距原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于AT89S52單片機(jī)與超聲波傳感器為核心的超聲測距系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：超聲波；單片機(jī)；溫度補(bǔ)償；測距Design of Ultrasonic Distance Measurement Systembased on SCMAbstract ：This paper discussed ultrasonic distance ranging and designed a kind of the ultrasonic distance system based on AT89S52 MCU and ultrasonic sensors. The MCU is employed to achieve the function of controlling time counting and transmit or receive of ultrasonic. At the same time, in order to raise the device’s precision, it makes measures such as temperature pensation and so on. Modular design of the whole circuit from the main program, display subroutine modules form. SCM prehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function.. According to the transmission’s receiver, detection, display scheme of this distance meter system is brought out and analyzes the experimental result. The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the antidisturbance petence is powerful.Key Words：Ultrasonic。因而能獲得最佳的性能價(jià)格比；它抗干擾能力器，適用范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他類型的計(jì)算機(jī)無法比擬的；此外，可以方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提。利用超聲波作為定位技術(shù)是蝙蝠等一些無目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是由生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波，借助空氣媒介質(zhì)傳播，由待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時(shí)間間隔長短與反射的超聲波的強(qiáng)弱判斷獵物的性質(zhì)或障礙位置的方法。 課題研究的意義和目的MCS51 系列單片機(jī)是INTEL 公司繼MCS48 系列后推出的8 位高檔微型計(jì)算機(jī)系列，其性能，指令功能，運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般的通用處理器。目前市面上常見的超聲波測距系統(tǒng)因價(jià)格昂貴，體積過大而且精度不高等種種因素，使得在一些中小規(guī)模領(lǐng)域中難以得到廣泛的應(yīng)用。機(jī)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(shí)現(xiàn)繞障、自動尋線、測距等功能。所謂超聲波就是指頻率高于20kHz 的機(jī)械波，一般由壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生；沿直線傳播，當(dāng)頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強(qiáng)；強(qiáng)度大、方向性好等特點(diǎn)。該技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，保障生產(chǎn)安全和設(shè)備安全運(yùn)作，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率特別具有潛在能力。在精度要求較高的情況下，需要考慮溫度對超聲波傳播速度的影響，按式(22)對超聲波傳播速度加以修正，以減小誤差。結(jié)構(gòu)圖如圖22所示。圖31(a)為八段共陰極數(shù)碼顯示管結(jié)構(gòu)圖，圖31(b)是它的原理圖，圖31(c)為八段共陽LED顯示管原理圖。圖32 發(fā)射電路圖從圖中可知，當(dāng)輸入的信號為高電平時(shí)，上面經(jīng)過兩級反向CSB40T的1引腳為高電平，下面經(jīng)過一級反向后為低電平；當(dāng)輸入信號為低電平時(shí)，正好相反，實(shí)現(xiàn)了振蕩的信號驅(qū)動CSB40T，只要控制信號接近40KHz，就能產(chǎn)生超聲波。由于超聲波接收探頭的信號非常弱，所以必須用放大器放大，放大后的正弦波不能被微處理器處理，所以必須經(jīng)過波形變換。增大電阻R14或減小C5,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。其部分源程序如下：void Conut(void){ time=TH0*256+TL0。 if((S=200)||flag==1) { SPEAK=0。 disbuff[2]=S%1000%10 %10。據(jù)查閱資料：由RS232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4％的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為15m，在實(shí)際應(yīng)用中。 串口通信的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)硬件系統(tǒng)是一個(gè)典型的信號采集系統(tǒng)，PC機(jī)控制端先給單片機(jī)發(fā)送“開始指令”和有關(guān)系統(tǒng)測量參數(shù)，單片機(jī)接收到后硬件系統(tǒng)開始工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集到的信號經(jīng)放大和A/D變換后送入單片機(jī)，單片機(jī)把處理后的數(shù)據(jù)按每個(gè)180個(gè)字節(jié)為一幀整理成幀，然后通過RS232接口傳到計(jì)算機(jī)[18]。7805 右邊兩個(gè)電容是5 伏電源的濾波電容。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，P1 口的8 個(gè)發(fā)光二極管（）全部點(diǎn)亮；當(dāng)進(jìn)入時(shí)間調(diào)整的時(shí)候，P1 口的8 個(gè)發(fā)光二極管只有高四位點(diǎn)亮，且蜂鳴器發(fā)出兩聲急促響聲，此時(shí)即可開始調(diào)時(shí)；調(diào)時(shí)完畢后，蜂鳴器再次發(fā)出兩聲急促的響聲，然后8 位發(fā)光二極管回到正常工作時(shí)的點(diǎn)亮狀態(tài)。其電路圖如下圖39 所示：圖39 單片機(jī)與按鍵的接口電路第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)超聲波測距系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括主程序設(shè)計(jì)、T1 中斷服務(wù)子程序、INT0 外部中斷服務(wù)子程序、測溫子程序、距離計(jì)算子程序、顯示子程序、延時(shí)子程序和報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測到超聲波返回信號，則定時(shí)器T0溢出中斷將外中斷0 關(guān)閉，并將測距成功標(biāo)志字賦值0 以表示此次測距不成功。經(jīng)過發(fā)射電路后，其信號峰峰值放大到10V 左右。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測量需要。；E 為復(fù)數(shù)，其虛數(shù)部分代表損耗；C 也是復(fù)數(shù)，其實(shí)數(shù)部分代表傳播速度，虛數(shù)部分則與衰減常數(shù)（每單位距離強(qiáng)度或幅度的衰減）有關(guān)，測量后者可求得媒質(zhì)中的損耗。工業(yè)測量中，一般用公式計(jì)算超聲波在空氣中的傳播速度，即Cθ=331+ （53） 單片機(jī)時(shí)間分辨率的影響不管是查詢發(fā)射波與回波，還是由其觸發(fā)單片機(jī)中斷再通過軟件啟停定時(shí)器，都需要一定的時(shí)候，中斷的方式誤差相對要小一些。例如：單片機(jī)內(nèi)置計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率只有晶振頻率的十二分之一，當(dāng)晶振頻率6MHz時(shí)。176。另一方面可采用自動增益補(bǔ)償技術(shù),隨著時(shí)間的增加, AGC 的放大倍數(shù)呈指數(shù)規(guī)律變化,從而保證了超聲波接收器波形的幅值不隨測量距離的變化而大幅變化,使得每次在同一個(gè)波頭觸發(fā)計(jì)時(shí)電路,提高了系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度。當(dāng)收到回波時(shí)比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)停止計(jì)數(shù)，對于剩余的不到一個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間計(jì)量，可通過時(shí)間放大技術(shù)，然后經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號實(shí)現(xiàn)。展望未來，超聲波測距儀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。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。Marcel Dekl,2002[20] HERR IN G D Itranic range finder uses few ponets[J].EDN,1999.致謝在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的期間，我的指導(dǎo)老師李世軍老師不辭辛苦，孜孜不倦的指導(dǎo)下完成的。bit flag =0。void write_byte(uchar dat)。j) for(k=80。 delay1(5)。 S=(time*c)/100。 disbuff[1]=S%1000%100/10。 DQ=1。 DQ=datamp。i8。 init_ds18b20()。 b=read_byte()。 recflag=1。 //蜂鳴器初始化 TMOD=0x01。i++) //發(fā)射超聲波 { _nop_()。//無外部中斷是等待中斷 if(recflag==1) //判斷是否有接收波到來 { _nop_()