【正文】 高的追求，基于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展 ，測(cè)距儀報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)有更為廣闊的應(yīng)用前景 。 uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}。 //蜂鳴器 IO 口定義 uchar smg_i = 3。 define RdCommand 0x01 //定義 ISP 的操作命令 define PrgCommand 0x02 define EraseCommand 0x03 define Error 1 define Ok 0 define WaitTime 0x01 //定義 CPU 的等待時(shí)間 sfr ISP_DATA=0xe2。 0x18。 /* 打開 ISP,IAP 功能 */ ISP_TRIG = 0x46。 0xf8。 0xfe00)。 /* 關(guān)閉 ISP,IAP 功能 */ } /* ==================== 字節(jié)寫 ======================== */ void byte_write(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data) { EA = 0。 /* 寫命令 2 */ ISP_DATA = original_data。j120。 byte_write(0x20xx, set_d / 256)。 a_a = 1。 //按鍵消抖動(dòng) if(((P2 amp。 break。 //加 1 if(set_d 400) set_d = 400。 //a write_eeprom()。 smg_we3 = 1。 case 2: smg_we1 = 1。 smg_we4 = 0。 //10us 的高電平觸發(fā) delay()。 if((flag_time0 40000)) //當(dāng)超聲波超過測(cè)量范圍時(shí)，顯示 3 個(gè) 888 { TR0 = 0。 // = 340M / 2 = 170M = 算出來是米 if((distance 500)) //距離 = 速度 * 時(shí)間 { distance = 888。 //開機(jī)叫一聲 delay_1ms(150)。 //測(cè)距離函數(shù) while(1) { if(flag_300ms == 1) { flag_300ms = 0。 TL1 = 0x30。 //數(shù)碼管顯示函數(shù) value++。 //報(bào)警函數(shù) if(beep == 1) send_wave()。 //初始化單片機(jī) IO 口為高電平 send_wave()。 //開總中斷 TMOD = 0X11。 distance = 888。 TH0 = 0。 } } /***********************數(shù)碼顯示函數(shù) *****************************/ void display() { static uchar i。 smg_we3 = 0。 break。 if(distance = set_d) { 聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 value ++。 //減 1 if(set_d = 1) set_d = 1。 break。amp。 //保存數(shù)據(jù) } } /********************獨(dú)立按鍵程序 *****************/ uchar key_can。 } 聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 /******************把數(shù)據(jù)從單片機(jī)內(nèi)部 eeprom 中讀出來 *****************/ void read_eeprom() { set_d = byte_read(0x20xx)。 } /***********************處理距離函數(shù) ****************************/ void smg_display() { dis_smg[0] = smg_du[distance % 10]。 /* 觸發(fā)執(zhí)行 */ ISP_IAP_disable()。 ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr 8)。 ISP_ADDRL = 0x00。 /* 寫入讀命令 */ ISPgoon()。 /* 觸發(fā) ISP_IAP 命令字節(jié) 2 */ _nop_()。 /* 寫入硬件延時(shí) */ ISP_CONTR = ISP_CONTR | 0x80。 sfr ISP_ADDRL=0xe4。 long distance。 //數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we2 = P3^5。 本次設(shè)計(jì)是在老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才能夠順利完成的；感謝所有曾經(jīng)授之以業(yè)的老師，若沒有這些年知識(shí)的積累，我也不會(huì)有如此的信心和能力來完成本次設(shè)計(jì)。認(rèn)真檢查幾次，然后才可通電試驗(yàn)。 ：用于顯示輸出，控制 LED 位碼。 : 用于顯示輸出，控制 LED 段碼顯示。若 振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us， 則 一個(gè)機(jī)器周期 應(yīng) 為 1us。此即為超聲波測(cè)距儀的基本原理。反則，若給雙壓電晶片元件施加超聲波振動(dòng)時(shí)，其將產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。 采用 一種特殊材料粘附在壓電陶瓷上，作為聲匹配層，可實(shí)現(xiàn)與空氣的聲阻 抗相匹配。根據(jù) 這一原理， 如果給 兩片壓電陶瓷或 一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器， 即所謂的 雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信 脈沖 號(hào)時(shí)，就會(huì) 引起 彎曲振動(dòng) 而 發(fā)射出超聲波。超聲波傳感器的性能指標(biāo) 主要 包括： （ 1）工作頻率 【 9】 ： 工作頻率 是指 壓電晶片的共振頻率。 HCSR04 超聲波測(cè)距模塊 ＨＣ－ＳＲ０４超聲波測(cè)距模塊 【 7】 ，該模塊具有非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距范圍為 2cm400cm ，測(cè)距精度可高達(dá)到 3mm。 （ 4）單片機(jī) STC89C52 是 STC 系列中應(yīng)用較廣的一款，集成化較高，易于實(shí)電源 超聲波傳感器模塊 4 位數(shù)碼管顯示模塊 STC89C52主控制器模塊 蜂鳴器報(bào)警模塊 按鍵控制 聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 現(xiàn)測(cè)距系統(tǒng)的小型化。這種特殊的聲波，同樣具有聲波應(yīng)有的物理特性，如折射、反射、干涉、衍射和散射。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：HCSR04 超聲波控制電路 、蜂鳴器、 STC89C52 控制電路。但通過提高測(cè)量時(shí)間差的級(jí)別，并使用溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，測(cè)量精度有了很大提高，以可達(dá)到毫米級(jí)。 與其它儀器相比更清潔，更耐潮濕、高溫、粉塵、腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境，且具備維護(hù)少、環(huán)保、可靠性高 、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn) 【 1】 ，因而常被廣泛用于造紙業(yè)、采礦業(yè)、發(fā)電廠、化工廠、污水處理廠、農(nóng)牧業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品、防汛、水文觀測(cè)、空間定位、交通等行業(yè)。本課題是對(duì)基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距技術(shù)的探究。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。本次設(shè)計(jì)包含硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)為各種程序的總稱；硬件系統(tǒng)主要包括 STC89C52 單片機(jī)、 輸入 /輸出設(shè)備、外圍應(yīng)用電路等 。 此外，超聲波檢測(cè)技術(shù)比較迅捷、簡(jiǎn)便、計(jì)算量小、易于控制等，且所測(cè)精度能達(dá)到工業(yè)實(shí)際要求，因而在移動(dòng)式機(jī)器人中裝備超聲波測(cè)距系統(tǒng)，使其時(shí)時(shí)獲取距障礙物的位置信息（方向和距離），達(dá)到 躲避障礙物的目的。目前，古大、飛鷹、百特等品牌在國(guó)內(nèi)超聲波測(cè)量方面比較出名，技術(shù)較為領(lǐng)先，但低端產(chǎn)品還是很多。其中 STC89C52 為核心控制單元，是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。超聲波測(cè)距系統(tǒng)與其他 測(cè)距系統(tǒng)相比有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： （ 1）與聲波相比，超聲波的定向性比較好，且能量比較集中，傳輸過程中較不宜衰減，所以有較強(qiáng)的反射能力，易于被探測(cè)到回波。 主控模板及電路設(shè)計(jì) 主控模板的最小系統(tǒng)電路如圖 2 所示。從 定時(shí)器 0 進(jìn)行定時(shí)測(cè)量， 8 分頻， TCNTT0 預(yù)設(shè)值為 0XCE，若 timer0發(fā)生 2500 次溢出中斷，則計(jì)時(shí)為 125ms，計(jì)算公式（時(shí)間單位： ms）： T = 定時(shí)器 0的溢出次數(shù) * （ 0XFF 0XCE）） / 1000 其定時(shí)器 0 依據(jù)分頻不同而使得初值計(jì)算有所差異。 而在 醫(yī)療用的超聲探頭 ，其 溫度 則 比較高， 所以 需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。 根據(jù) 常規(guī)雙壓電晶片元件振動(dòng)器的彎曲振動(dòng)，在頻率高于 70kHz 的情況下，是不 能夠?qū)崿F(xiàn) 此目的。該復(fù)合式振動(dòng)器由諧振器和雙壓電晶片元件振動(dòng)器組成，而雙壓電晶片元件振動(dòng)器由一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成。 已知超聲 波在空氣中的傳播速度 為當(dāng)?shù)芈曀伲s 為 340m/s） ，根據(jù)計(jì)聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 時(shí)器 顯示 的時(shí)間 （ t） ， 即可近似 計(jì)算出發(fā)射點(diǎn) 與 障礙物的距離 (s)， 用公式表示為 ： s=340t/2 已知超聲波是一種聲波，其速度 V 與溫度有關(guān)。當(dāng)所測(cè)距離 H遠(yuǎn)大于 L 時(shí) ,則 (3— 4)變?yōu)?: vtH 21? ( 35) 由式可知，若知 t即可求得 H。例如，當(dāng)采用晶振頻率為 12MHz 時(shí)，則對(duì)應(yīng)的復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)≥ 2us。 : 用于顯示輸出，控制 LED 段碼顯示。 T0：用于按鍵控制，發(fā)送超聲波。 圖 14 焊接圖 實(shí)物圖 實(shí)物如下圖 15： 15 實(shí)物圖 聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)探究了一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)制作原理 。最后，謹(jǐn)以此致謝，在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行審閱的各位老師。 sbit c_send = P3^2。 //超聲波超出量程 uint flag_time0。 sfr ISP_CONTR=0xe7。 /* ISPEN = 0 */ ISP_TRIG = 0x00。/* 地址賦值 */ ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr amp。 return (ISP_DATA)。 /* 清空低 3 位 */ 聊城大學(xué)東昌學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 ISP_CMD = ISP_CMD | EraseCommand。 ISP_CMD = ISP_CMD amp。 for(i=0。 0x7f。 a_a = byte_read(0x2058)。 //按鍵值還原 P2 |= 0x07。 0x07) { case 0x06: key_can = 3。 if(menu_1 = 2) { menu_1 = 0。 //取個(gè)位顯示 dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] amp。 beep = 1。 smg_we3 = 1。 case 3: smg_we1 = 1。 smg_we_switch(i)。 //關(guān)定時(shí)器 0 定時(shí) while(!c_recive)。 } } if(flag_csb_juli == 1) { TR0=0。 //允許定時(shí) 器 0 定時(shí) ET1 = 1。 //定時(shí)器初始化程序 init_eeprom()。 //按鍵函數(shù) if(key_can 10) { key_with()。 } }