【正文】 軟件程序主要由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。 //關(guān)中斷 EX1=0。 //轉(zhuǎn)換距離 flag=0。 //開總中斷 IT1=1。 //顯168次后采一次溫度 key()。w255。x0。 //關(guān)閉數(shù)據(jù)輸出顯示}//void LED_temp(uint x) //顯示轉(zhuǎn)換 {// x=(unsigned int)x。 //減去限制10M的初值+可調(diào)誤差值 cm*=speed。} //個(gè)位 else{temp[0]=0xF7。 // 跳過多傳感器識別skio rom write(0xBE)。 // 開始信號 _nop_()。 i) // 寫8位, 一位一位地寫 { DQ = 0。x0。//* */ 定義顯示暫存區(qū)//顯示段代碼表uchar code LED0[]={ 0x28,0xEE,0x32,0xA2,0xE4,0xA1,0x21,0xEA,0x20,0xA0,0xF7,}。 //定義數(shù)碼管個(gè)位 片選sbit DQ=P3^4。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，我查閱了大量的資料。} //測Wu次距后取一次溫度聲速 w++。 //如WD為0只顯示溫度//測距部分開始 TMOD=0X11。 //停止計(jì)數(shù)do{ LED_T_C(Read_Temperature())。 Read_Temperature()。 //去掉低四位即為整數(shù)溫度值，無需* return c。目前，支持硬斷點(diǎn)的單片機(jī)仿真器已能很好的進(jìn)行C語言程序調(diào)試，為使用C語言進(jìn)行單片機(jī)編程提供了便利條件。 程序完成的功能本次設(shè)計(jì)的程序需要完成的功能有：（1）超聲波的發(fā)射和接受控制（2）消除余振（3）對回波信號的檢測（4）測距時(shí)間到距離的換算（5）距離的顯示（6）對距離進(jìn)行判斷 編程語言的選擇在編程語言的選擇上，我主要考慮使用我所學(xué)過的匯編語言和C語言。對于50HZ市電基波 ， 則通過整流濾波后也能夠完全濾除。（3）供電系統(tǒng)干擾及其抗干擾由于供電電網(wǎng)面對各種用戶，電網(wǎng)上并聯(lián)著各種各樣的用電器。 （3）粘滯衰減:聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的粘滯性造成近質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)摩擦從而使一部分聲能轉(zhuǎn)化熱能。所以，40Kz的超聲波單頻測距的范圍只有5～6米，無法滿足我們的要求。CX20106是一款應(yīng)用廣泛的紅外線檢波接收的專用芯片，其具有功能強(qiáng)、性能優(yōu)越、外圍接口簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，由于紅外遙控常用的載波頻率38 kHz與測距的超聲波頻率40 kHz比較接近，而且CX20106內(nèi)部設(shè)置的濾波器中心頻率f0五可由其5腳外接電阻調(diào)節(jié)，阻值越大中心頻率越低，范圍為30～60 kHz。圖49方波消除余波電路 圖410 發(fā)射電路模塊 超聲波接收電路在本次設(shè)計(jì)中選擇了前置放大電路＋帶通濾波電路＋后級放大電路的類似電路。 Vcc經(jīng)外接電阻R1和R2向電容C充電，當(dāng)C上的電壓Vc上升到2Vcc/3時(shí)，反相比較器A1翻轉(zhuǎn)輸出低電平，RS觸發(fā)器復(fù)位，即V＝0，3腳輸出為“0”，則三極管導(dǎo)通，C經(jīng)三極管和P1放電，當(dāng)Vc下降到Vcc/3時(shí)，同相比較器A2翻轉(zhuǎn)輸出低電平，即S＝0，RS觸發(fā)器置位，3腳輸出變?yōu)椤?”，三極管又截止，C又開始充電，如此周而復(fù)始，輸出端便可獲得周期性的矩形脈沖波，NE555的內(nèi)部電路。電路工作電壓9V，工作電流大于35mA，發(fā)射超聲波信號大于10m。電路不需調(diào)試即可工作。穩(wěn)定準(zhǔn)確的超聲波傳播速度是保證測量精度的必要條件，波的傳播速度取決于傳播媒質(zhì)的特性。而且Protel99SE包含眾多的服務(wù)器程序，總體上可以分為5種，分別為：原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)（包含信號完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號仿真、PLD設(shè)計(jì)。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。（3）超聲波的能量傳遞特性超聲波之所以能在各個(gè)工業(yè)部門中得到廣泛的應(yīng)用，主要原因還在于比聲波具有強(qiáng)大得多的功率。 AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。如果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正。利用超聲波的這種性能就可制成超聲傳感器，或稱為超聲換能器，它是一種既可以把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、又可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的器件或裝置。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電子測量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，而超聲波測量精確高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞。一般的超聲波測距儀可用于固定物位或液位的測量，適用于建筑物內(nèi)部、液位高度的測量等。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。當(dāng)需要測量的距離H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L時(shí),則(3—4)變?yōu)? ( 35) 所以,只要需要測量出超聲波傳播的時(shí)間t,就可以得出測量的距離H.單片機(jī)一詞最初源于“SingleChip Microputer”，簡稱“SCM”。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 （4）超聲波的聲壓特性當(dāng)聲波進(jìn)入某物體時(shí),由于聲波振動(dòng)使物質(zhì)分子相互之間產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化。主要取決于制造晶片本身。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。超聲波探頭接OUT口實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)射和接收。 超聲波發(fā)射電路 超聲波測距技術(shù)經(jīng)過幾年的研究和發(fā)展，已經(jīng)有了很多比較成熟的技術(shù)和設(shè)計(jì)方案，使本次設(shè)計(jì)能有很多可借鑒的資料，從中學(xué)到了很多寶貴的知識。頻率穩(wěn)定性好，不需作任何調(diào)整，并由T4016作為換能器發(fā)出40kHZ的超聲波信號。發(fā)射超聲波信號大于8m。信號由NE555的3腳向外輸出，經(jīng)過二極管D2整形，濾去低于低電平 的部分，只保留零電平以上部分。在中斷服務(wù)程序中，讀取時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并結(jié)合溫度換算出的速度算出發(fā)射到接收的距離如圖412所示：圖411 40KHz超聲波接收電路圖412 40KHz超聲波接收電路圖412所示電路為雙穩(wěn)態(tài)超聲波接收機(jī)電路，由VTVT6及相關(guān)輔助元件構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)VT4每導(dǎo)通一次（發(fā)射機(jī)工作一次），觸發(fā)信號經(jīng)CC8向雙穩(wěn)電路送進(jìn)一個(gè)觸發(fā)脈沖，VTVT6狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，當(dāng)VT6從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，VD5截止，VT7截止，繼電器K釋放； 當(dāng)再來一個(gè)觸發(fā)信號時(shí)，VT6由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，VD5導(dǎo)通，VT7導(dǎo)通，繼電器K吸合......由于增加了雙穩(wěn)電路，使之用于電燈、電扇、電視等電器遙控成為現(xiàn)實(shí)。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí),再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法較為簡單與便利。當(dāng)目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，高頻超聲波被空氣吸收而大幅衰減，接收器接收到的回波中只有低頻超聲波EchoL。另一種是理論上定量計(jì)算的表示方法，即用衰減系數(shù)來表示聲波的衰減。供電電網(wǎng)內(nèi)阻過大或網(wǎng)內(nèi)用電器過多會造欠壓器聲。然而，由于各個(gè)地點(diǎn)之間必須用具有一定電阻的導(dǎo)線連接，一量有地電流流過時(shí)，就有可能使各個(gè)地點(diǎn)的電位產(chǎn)生差異。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。 reset()。 //溫度值＝變化后的溫度值 if(tu==0)speed=332+T_C*。led_2H=0。 show(25)。 //裝T1初值 TR1=1。temp[2]=0xF7。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向全體老師表示由衷的謝意。sbit k3=P1^2。 //讀溫度void write(char wr)。_nop_()。 DQ = wramp。_nop_()。 // 發(fā)啟動(dòng)溫度變換指令 if(c0x1000){c=c+1。i122。 //顯示個(gè)位，帶小數(shù)點(diǎn) time(5)。 temp[0]=LED1[x]。while(k1==0)。 time(400)。 show(25)。 //發(fā)送測量方波 time_11uS(6)。 LED_temp(dis)。 temp[2]=0xF7。此外供電電源也會使測量差生很大的誤差。硬件電路主要包括單片機(jī)電路、發(fā)射電路、接收電路、顯示電路和電源電路，另外還有復(fù)位電路和LED控制電路等。 if(show_temperature==1)goto T_show。TO==0)。 show(25)。 //關(guān)閉P3口 }//key()。while(k3==0)。 //溫度值＝變化后的溫度值 if(tu==0)speed=332+T_C*。 LED_Data=temp[0]。 _nop_()。} //2位 else{temp[2]=0x37。 return(v)。} //uint read(void) //從總線上讀取2個(gè)字節(jié){ uchar i。} // 讀響應(yīng) _nop_()。 //輸出20個(gè)40k方波函數(shù)void LED_temp(uint x)。 //定義顯示溫度標(biāo)志位uchar T_C。同時(shí)也要感謝系里其它同學(xué)和我的朋友在設(shè)計(jì)中給我提供的幫助和支持。 show(10)。} while(flag==0amp。 show(25)。 bell=1。 cm=7610。 //讀完兩個(gè)字節(jié)后復(fù)位 write(0xCC)。C語言的模塊化程序結(jié)構(gòu)可以使程序模塊實(shí)現(xiàn)共享。V = 331．4 + 0．607T 　　式中，T為實(shí)際溫度單位為℃，v為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度單位為m／s。② 隔離穩(wěn)壓器。信道干擾。這樣，就有效的避免了干擾，但另一方面也形成了20cm左右的“盲區(qū)”。圖415 數(shù)碼管顯示電路 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的元器件都可以使用+12V或是+5V的電源來驅(qū)動(dòng)，所以我制作了一個(gè)穩(wěn)壓電源，它使用三端集成穩(wěn)壓器CW7812和CW7805來設(shè)計(jì)。由于感性的存在，在停止發(fā)送超聲波的那一刻，OUT口會出現(xiàn)一個(gè)反向電動(dòng)勢，即電位低于地電位。加入這個(gè)電路就是為了在停止發(fā)送超聲波的時(shí)候?qū)l(fā)射器內(nèi)部的能量釋放到地，使其立即停止工作。輸出端為F，另外還有集電極開路的放電管DIS。 圖44 40khz超聲波發(fā)射電路40kHZ超聲波發(fā)射電路之三，它主要由四與非門電路完成振蕩及驅(qū)動(dòng)功能，通過超聲換能器T4016輻射出超聲波去控制接收機(jī)。T4016是反饋耦合元件，對于電路來說又是輸出換能器。圖41超聲波測距原理圖單片機(jī)發(fā)出40kHZ的信號，經(jīng)放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，測得時(shí)間為t，再由軟件進(jìn)行判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送LED顯示。電子線路CAD的基本含義是使用計(jì)算機(jī)來完成電子線路的設(shè)計(jì)過程，包含電路原理圖的編輯，電路功能的仿真，工作環(huán)境的模擬，印制板的設(shè)計(jì)（自動(dòng)布局，自動(dòng)布線）與檢測等等。我們選用壓電式超聲波傳感器?！　〕曁筋^的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。圖35 人的聽覺范圍 超聲波的特性有：（1）束射特性由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且遵守幾何光學(xué)上的所有定律。智能儀器儀表作為一種智能系統(tǒng)，其核心在于微處理器。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停 止計(jì)時(shí)。因此超聲波測距在移動(dòng)機(jī)器人的研究上得到了廣泛的應(yīng)用。超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1 概 述 從技術(shù)上看，超聲波測距系統(tǒng)在上個(gè)世紀(jì)70年代已經(jīng)實(shí)用化，從70年代末期開始廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求，因此為了使移動(dòng)機(jī)器人能夠自動(dòng)躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的位置信息（距離和方向）。反之，如果兩電極間未外加電壓，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，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。近年來，微處理器已廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，尤其是在智能儀器儀表中的應(yīng)用更是如此，這不僅引起了產(chǎn)品本身的變革，也深深地影響設(shè)計(jì)