【正文】 S=SJ2。 } IF(XX2022) { JPJS++。 I=MQS。 XM2=S100*XM010*XM1。 SCANLED()。 SJ1=45。VOID K4CL()。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。(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(hào) 直 接 加 到 回波 信 號(hào) 中 干 擾 回 波 信 號(hào) 的 檢 測(cè) 。經(jīng)過(guò)多次嘗試，終于成功寫出了報(bào)警系統(tǒng)的亮燈功能?？紤]PCB 板在機(jī)箱中位置和方向，發(fā)熱大的盡量放在上方。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。但由于匯編指令與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)，即一條匯編語(yǔ)言的可執(zhí)行指令對(duì)應(yīng)著一條機(jī)器語(yǔ)言指令，反之亦然。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。 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(guò) 750ms。這段時(shí)間的存在使系統(tǒng)不能夠測(cè)量比較近的物體, 形成所謂的“盲區(qū)”, 需要對(duì)盲區(qū)時(shí)間產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行屏蔽, 不同性能的超聲波換能器的盲區(qū)有所差異。其引腳圖如圖 3 所示。 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。它通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所發(fā)射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 T，然后求出距離 S。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(cè)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。 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(hào) 強(qiáng) 弱 判 斷 物 體 的 距 離 。 首 先 分 析 超 聲 波 傳 感 器 的 工 作 原 理 ， 然 后 具體 討 論 測(cè) 距 模 塊 中 的 超 聲 波 發(fā) 射 電 路 和 超 聲 波 接 收 電 路 以 及 測(cè) 距 模 式 電 路的 硬 件 設(shè) 計(jì) 。 　　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(cè)量物體不需要直接接觸的優(yōu)點(diǎn)，是作為高度測(cè)量的理想手段。他提出的這種方法可以用來(lái)檢測(cè)水中是否存在潛艇并可以進(jìn)行水下的通信聯(lián)絡(luò)。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。 precision目 錄引 言 ..........................................................I第一章 緒 論 ...................................................1 課題背景及意義 ............................................1 論文研究?jī)?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(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)等，它們測(cè)距精度一般較低。本系統(tǒng)通過(guò)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(hào)經(jīng)前置放大電路、帶通濾波電路、后級(jí)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(hào)，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)。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)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(lái)后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。(4) 聲波傳感器體積小，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于做到實(shí)時(shí)控制，硬件容易實(shí)現(xiàn)，信息處理簡(jiǎn)單，易于小型化和集成化。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。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。 首 先 對(duì) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 仿 真 ， 然 后 對(duì) 系 統(tǒng)性 能 誤 差 進(jìn) 行 討 論 。(3)超 聲 波 傳 感 器 是 經(jīng) 常 采 用 的 傳 感 器 之 一 。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)防觸電測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)由超聲波傳感器、控制器和顯示器、報(bào)警器等部分組成。如果環(huán)境溫度變化顯著，則必須考慮溫度補(bǔ)償問(wèn)題。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。為了提高測(cè)量精度，系統(tǒng)采用數(shù)字溫度傳感器 DS1820 采集環(huán)境溫度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，電路圖如圖 36 所示。解決的方法是在發(fā)生溫度變換時(shí)，在 DQ 線上提供強(qiáng)的上拉，比如用 MOSFET 管把 DQ 線直接拉到電源。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言，支持支持由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 部分程序代碼顯示 軟件程序主要有主服務(wù)程序，測(cè)量子程序，聲光報(bào)警子程序等組成，源程序詳見(jiàn)附錄。這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)有一個(gè)不亮，通過(guò)用萬(wàn)能表檢查，因?yàn)橛幸粋€(gè)引腳沒(méi)有連接好，導(dǎo)致斷路，重新焊接后解決了問(wèn)題。在超聲波接收部分，加104 耦合電容可有效的抑制雜波干擾。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是利用本系統(tǒng)為非接觸式測(cè)距報(bào)警設(shè)備，為鐵路電纜下方作業(yè)的車輛、工作人員配備，有效地避免安全事故的發(fā)生。//顯示標(biāo)識(shí)UNSIGNED CHAR CONVERT[10]={0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F}。 //定時(shí)器 0 中斷允許 ET1=1。 WHILE(1) { KEYSCAN()。 I3。}VOID TIMER1INT (VOID) INTERRUPT 3 USING 2 { TH1=0X9E。 TH1=0X9E。 CASE 2: K2CL()。SX1=SX1/CSBC。 } } }}VOID K1CL(){SJ1=SJ1+5。 CL=0。 TH0=0X00。 //P1 口置高電平（關(guān)閉） IF((P3amp。 BUFFER[1]=0X40。 CSBINT=1。 //顯示函數(shù)VOID TIMETOBUFFER()。本 設(shè) 計(jì) 的 優(yōu) 點(diǎn) 主 要 體 現(xiàn) 在 以 下 幾 個(gè) 方 面 ：(1)集 中 監(jiān) 控 ,且 價(jià) 格 低 廉 ；(2)采 用 模 塊 化 設(shè) 計(jì) ,使 用 維 護(hù) 方 便 ,易 于 普 及 ；(3)利 用 傳 感 器 和 單 片 機(jī) 分 別 實(shí) 現(xiàn) 檢 測(cè) 和 智 能 控 制 ,易 安 裝 ， 穩(wěn) 定 性好 ；(4)利 用 超 聲 波 發(fā) 射 與 接 收 分 開 的 特 點(diǎn) ,防 止 了 信 號(hào) 發(fā) 射 與 接 收 不 精 確 。 在 本 設(shè) 計(jì) 中 沒(méi)有 采 用 溫 度 補(bǔ) 償 ， 主 要 是 設(shè) 計(jì) 中 對(duì) 近 距 離 的 精 確 測(cè) 量 沒(méi) 有 很 高 的 要 求 ， 主要 是 起 到 警 報(bào) 作 用 ， 所 以 沒(méi) 有 采 用 溫 度 補(bǔ) 償 以 節(jié) 約 系 統(tǒng) 成 本 。這樣該模塊就無(wú)法正常運(yùn)行，導(dǎo)致測(cè)距失敗。否開始初始化發(fā)送超聲波是否發(fā)完 1 0 個(gè)波 ？停止發(fā)波打開定時(shí)器 1延時(shí)防余波干擾是否有波返回 ？定時(shí)器T H 1 2 4 9 ?沒(méi)有波返回距離賦 0保存定時(shí)器的值數(shù)據(jù)處理函數(shù)報(bào)警分析結(jié)束 是是否否打開外部中斷 0是圖 43 報(bào)警函數(shù)流程第五章 硬件焊接及系統(tǒng)調(diào)試 PCB 設(shè)計(jì)硬件焊接系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PCB 如圖51所示。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(yǔ)言程序調(diào)試，為使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)編程提供了便利條件。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件概述在編程語(yǔ)言的選擇上，我主要考慮使用我所學(xué)過(guò)的匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言。如果它們都使用外部電源，那么通過(guò)發(fā)起“跳過(guò) ROM”命令，接著執(zhí)行“溫度變換”命令就可以同時(shí)完成各自的溫度變換。 DQ（4腳）：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。在被測(cè)物距離較遠(yuǎn)的情況下回波很弱，要求將信號(hào)多次放大，放大后的信號(hào)整形、比較、觸發(fā)后產(chǎn)生中斷信號(hào)，此中斷信號(hào)向 CPU 發(fā)中斷請(qǐng)求，執(zhí)行中斷服務(wù)程序中，讀取計(jì)時(shí)器的定時(shí)值。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能所用的指令。 硬件設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素， 系統(tǒng)總體框圖如圖 31 所示，以 STC12C5410AD單片機(jī)為控制核心，外圍模塊由超聲波發(fā)射、接收 ；液晶顯示 ；聲光報(bào)警 ；溫度采集 ；電源等幾部分組成。所以在測(cè)距脈沖的發(fā)射過(guò)程中，傳感器晶片經(jīng)歷了起震、加強(qiáng)和衰減三種狀態(tài)，并產(chǎn)生多個(gè)諧振周期的超聲波；接收過(guò)程中，傳感器晶片在多個(gè)諧振周期的超聲脈沖作用下，通過(guò)壓電效應(yīng)在晶片兩端產(chǎn)生起伏電壓。 顯示器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯示器是一個(gè)典型的輸出設(shè)備，而且其應(yīng)用是極為廣泛的，幾乎所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而已。打破現(xiàn)有超聲波測(cè)距儀角度小的局限性；（4）顯示實(shí)時(shí)溫度，有溫度補(bǔ)償功能，使得測(cè)距更加精準(zhǔn)；（5）測(cè)量方便，容易對(duì)準(zhǔn)線纜位置及觀看測(cè)量結(jié)果；（6）適用直徑大于 不同外形的電纜線；（7）測(cè)量線纜與線纜之間距離。論 文 構(gòu) 成 主 要 由 以 下 部 分 組 成 ：第 一 章 包 括 研 究 背 景 、 意 義 以 及 相 關(guān) 技 術(shù) 在 國(guó) 內(nèi) 外 的 研 究 現(xiàn) 狀 。 而且還可用于水面高度測(cè)量、機(jī)器人定位、輔助視覺(jué)系統(tǒng)、車輛定位與導(dǎo)航、汽車防撞雷達(dá)等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的可移植性。1883 年，Galton 首先發(fā)現(xiàn)了超聲波的存在，他當(dāng)時(shí)的研究目的主要是探索人類所能感知的聲譜范圍。由于超聲波在空氣中傳播時(shí)會(huì)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(cè)量時(shí)應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長(zhǎng)距離的測(cè)量時(shí)應(yīng)用低頻率的傳感器。它具有成本低，非接觸，速度快，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。精度可達(dá) 5mm，并能根據(jù)電纜線的不同距離發(fā)出不同的聲