【正文】 擇了好的傳感器再經(jīng)由合適的核心芯片處理即能達(dá)到所需精度，下面就對控制器、傳感器、顯示方案做以下論述。 首 先 對 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 仿 真 ， 然 后 對 系 統(tǒng)性 能 誤 差 進(jìn) 行 討 論 。 首 先 介 紹 防 觸 電 測 距 報(bào) 警 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì)要 求 ， 詳 細(xì) 介 紹 測 距 系 統(tǒng) 傳 感 器 的 選 擇 、 顯 示 報(bào) 警 系 統(tǒng) 的 方 案 設(shè) 計(jì) ， 然 后提 出 本 系 統(tǒng) 總 的 方 案 設(shè) 計(jì) 。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。 論文研究內(nèi)容超聲波是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播。在應(yīng)用方面，8 超和 A 超醫(yī)療探頭開始投入生產(chǎn)和醫(yī)療應(yīng)用。因此，當(dāng)壓電效應(yīng)和磁致現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后并沒有應(yīng)用于制造有效的超聲設(shè)備。(4) 聲波傳感器體積小，設(shè)備簡單，易于做到實(shí)時(shí)控制，硬件容易實(shí)現(xiàn)，信息處理簡單，易于小型化和集成化。利用超聲波檢測距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動(dòng)化的使用要求。實(shí)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(jì)；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。, measured within a 3m range of cable lines to the measured value by the digital storage and LCD. Accuracy of up to 5mm, and according to the different distances of the cable to send a different sound and light alarm, and temperature pensation to improve the measurement accuracy. It has low cost, noncontact, fast, easy to operate, etc., has broad application prospects.Keywords: ultrasonic sensors。本系統(tǒng)通過每次發(fā)射 10 個(gè)寬度為時(shí)間 T 的脈沖，同時(shí)開啟定時(shí)器并延時(shí)一段時(shí)間，超聲波傳感器接收到回波信號經(jīng)前置放大電路、帶通濾波電路、后級放大電路和電壓比較電路后，向單片機(jī)發(fā)出外部中斷信號，單片機(jī)保存定時(shí)器的值,計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)。本設(shè)計(jì)的防觸電測距報(bào)警系統(tǒng)能夠在 90176。 precision目 錄引 言 ..........................................................I第一章 緒 論 ...................................................1 課題背景及意義 ............................................1 論文研究內(nèi)容 ...............................................2 研究方法和性能指標(biāo) .........................................4第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .........................................5 方案設(shè)計(jì)與論證 .............................................5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ...............................................6第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................8 實(shí)現(xiàn)原理 ...................................................8 硬件設(shè)計(jì)方案 ..............................................10 各主要模塊的硬件設(shè)計(jì) ......................................11第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................23 系統(tǒng)軟件概述 ..............................................23 部分程序代碼顯示 ..........................................24第五章 硬件焊接及系統(tǒng)調(diào)試 ......................................28 PCB 設(shè)計(jì)硬件焊接 ..........................................28 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................29第六章 總 結(jié) ..................................................32致 謝 ..........................................................I參考文獻(xiàn) ........................................................I附 錄 I ........................................................I附 錄 II .......................................................I引 言超聲波測距技術(shù)在社會生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)等，它們測距精度一般較低。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。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。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減。他提出的這種方法可以用來檢測水中是否存在潛艇并可以進(jìn)行水下的通信聯(lián)絡(luò)。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(20kHz以上的機(jī)械波)，借助空氣媒質(zhì)傳播，由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時(shí)間間隔長短與被反射的超聲波的強(qiáng)弱判斷獵物性質(zhì)或障礙位置的方法。 　　由于超聲波易于定向發(fā)射、方向性好、強(qiáng)度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優(yōu)點(diǎn)，是作為高度測量的理想手段。由于超聲波在空氣中傳播時(shí)會有相當(dāng)?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比；而頻率高分辨率也高，故短距離測量時(shí)應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長距離的測量時(shí)應(yīng)用低頻率的傳感器。 首 先 分 析 超 聲 波 傳 感 器 的 工 作 原 理 ， 然 后 具體 討 論 測 距 模 塊 中 的 超 聲 波 發(fā) 射 電 路 和 超 聲 波 接 收 電 路 以 及 測 距 模 式 電 路的 硬 件 設(shè) 計(jì) 。本系統(tǒng)利用 STC12C5410AD 單片機(jī)為控制核心，能夠全自動(dòng)非接觸高精度測量，能實(shí)時(shí)監(jiān)測距離并自動(dòng)報(bào)警，省去了人工目測的不確定性與高危險(xiǎn)性，能夠有效地避免因電纜過近而給檢修人員帶來不必要的傷害。 其 原 理 是 傳 感 器 的 紅 外 發(fā) 光 管 發(fā) 出 紅 外 光 ， 光 敏 接收 管 接 收 前 方 物 體 反 射 光 ， 接 收 管 接 收 的 光 強(qiáng) 隨 反 射 物 體 的 距 離 變 化 ， 據(jù)此 判 斷 前 方 是 否 有 障 礙 物 并 根 據(jù) 接 收 信 號 強(qiáng) 弱 判 斷 物 體 的 距 離 。 超 聲 波 傳 感 器 的 工 作 方 式 是 通 過 發(fā) 送 器 發(fā) 射 出 來 的 超聲 波 被 物 體 反 射 后 傳 到 接 收 器 接 收 來 判 斷 是 否 檢 測 到 物 體 。另外，由于超聲波在不同溫度下傳播速度不同，為了提高精度使用 DS18B20 測出實(shí)時(shí)溫度，計(jì)算出不同溫度下超聲波速度值，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。針對這種誤差提出的可變閾值的超聲波測距方法，由于干擾信號的存在，超聲波測距主芯片會產(chǎn)生誤判回波時(shí)刻的到來，從而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。它通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所發(fā)射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 T，然后求出距離 S。 ?2d)210(ttc??（）同理，由此遞推…… )3210(23dttc???（） （）)43210(25dtttc??? （）5 ?6d)6543210(2ttttc???（）限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在 4 個(gè)因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角及接收換能器的靈敏度。 聲光報(bào)警模塊是由 555 振蕩器產(chǎn)生固定頻率的方波經(jīng)單片機(jī)產(chǎn)生的 PWM 控制模擬開關(guān)進(jìn)行調(diào)制，再由音頻功率放大器驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出變化的報(bào)警聲，同時(shí) LED 燈發(fā)出光報(bào)警。 主控模塊單片機(jī)其卓越的性能，本設(shè)計(jì)中得到了很好的體現(xiàn)，尤其在檢測，控制領(lǐng)域中，具有以下特點(diǎn)：（1）小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化，它能方便的組裝成各種智能測試，控制設(shè)備及各種智能儀器表。其引腳圖如圖 3 所示。模塊電路如圖 34 所示，超聲波傳感器型號為 NU40B14TR1，升壓變壓器可自制，線圈線徑為 ，初級線圈匝數(shù)為 50，次級線圈匝數(shù)為350。這段時(shí)間的存在使系統(tǒng)不能夠測量比較近的物體, 形成所謂的“盲區(qū)”, 需要對盲區(qū)時(shí)間產(chǎn)生的信號進(jìn)行屏蔽, 不同性能的超聲波換能器的盲區(qū)有所差異。芯片引腳如圖37所示。 度（7）數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9 位到 12 位選擇，可配置實(shí)現(xiàn)9～12V 的溫度讀數(shù)；（8）將 12 位的溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量所需時(shí)間不超過 750ms。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在 DQ 線上不要求強(qiáng)的上拉。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 ～16V 工作，7555 可在 3～18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。電源電路如圖所示。但由于匯編指令與機(jī)器語言指令一一對應(yīng)，即一條匯編語言的可執(zhí)行指令對應(yīng)著一條機(jī)器語言指令，反之亦然。C 語言應(yīng)用于單片機(jī)編程出了上述特點(diǎn)外，還有以下突出特點(diǎn)：編譯器可以自動(dòng)完成變量存儲單元的分配，省去了分配和紀(jì)錄存儲單元的繁瑣；不必對單片機(jī)和硬件接口的結(jié)構(gòu)有很深入的了解，省去了單片機(jī)漫長的學(xué)習(xí)時(shí)間；具有良好的可移植性，只要將程序略加改動(dòng)就可以將其應(yīng)用與其他類型的單片機(jī)，省去了更改單片機(jī)型號時(shí)重新編寫程序的無奈。主要完成相關(guān)單片機(jī)寄存器的配置，初始化全局變量等。所謂余波就是在剛發(fā)射超聲波時(shí)直接到達(dá)接受探頭的直達(dá)波，它是超聲波檢測中存在測量盲區(qū)的主要原因。考慮PCB 板在機(jī)箱中位置和方向，發(fā)熱大的盡量放在上方。程序中最難的部分是測距程序。經(jīng)過多次嘗試，終于成功寫出了報(bào)警系統(tǒng)的亮燈功能。系 統(tǒng) 在 設(shè) 計(jì) 、 計(jì) 算 過 程 中 必 定 會 產(chǎn) 生 一 定 的 誤 差 ， 這 是 允 許 的 ， 但 是我 們 要 盡 量 減 小 誤 差 ， 以 下 就 可 能 產(chǎn) 生 誤 差 的 原 因 進(jìn) 行 分 析 。(4) 直 達(dá) 波 的 影 響 有 一 部 分 聲 波 從 發(fā) 射 探 頭 直 接 轉(zhuǎn) 到 接 收 探 頭 ， 這 部 分 信 號 直 接 加 到 回波 信 號 中 干 擾 回 波 信 號 的 檢 測 。該 防 觸 電 測 距 報(bào) 警 系 的 設(shè) 計(jì) 是 主 要 基 于 STC12C5410AD 單 片 機(jī) ， 以 超聲 波 測 距 為 主 的 報(bào) 警 系 統(tǒng) 。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。 VOID CSBCJ()。VOID K4CL()。 TH1=0X9E。 SJ1=45。 BUFFER[1]=0X76。 SCANLED()。 //依次顯示各位數(shù) P1=~BUFFER。 XM2=S100*XM010*XM1。 IF(CSBDS=40) { CSBDS=0。 I=MQS。 T=T*256+TL0。 } IF(XX2022) { JPJS++。BREAK。S=SJ2。} 襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂