【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 第一章 引言 ........................................... 4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 .......................................... 4 超聲波測(cè)距系統(tǒng)概述 .......................................... 4 本設(shè)計(jì)任務(wù)的主要內(nèi)容 ........................................ 4 第二章 超聲波測(cè)距的原理 ................................ 5 超聲波測(cè)距離原理 ............................................ 5 第三章 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì) ................................ 7 單片機(jī) AT89C52 介紹 .......................................... 7 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................... 10 復(fù)位電路 ................................................. 11 超聲波發(fā)射電路 ............................................. 12 超聲波檢測(cè)接收電路 ....................................... 13 超聲波顯示電路 ............................................. 14 報(bào)警電路 ................................................... 16 電源電路設(shè)計(jì) ............................................... 16 第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) ................................. 16 超聲波測(cè)距器的算法設(shè)計(jì) ..................................... 17 總體設(shè)計(jì)方案 ............................................... 18 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序 ....................... 19 主程序 ..................................................... 19 結(jié)論 ................................................. 20 致謝 ................................................. 22 參考文獻(xiàn) ............................................. 23 附錄一 硬 件電路圖 .................................... 24 附錄二 程序 .......................................... 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 引言 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱 單片機(jī) （ MCU)， 多應(yīng)用于控制領(lǐng)域，又叫做微控制器 。 超聲 波測(cè)距電路可以由傳統(tǒng)的模擬或者數(shù)字電路構(gòu)建，但是基于這些傳統(tǒng)電路構(gòu)建的系統(tǒng)往往可靠性差，調(diào)試?yán)щy，可擴(kuò)展性差，所以基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用。超聲波測(cè)距器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位 準(zhǔn) 雙向 輸入 /輸出口 ， P3 具有第二功能，可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 管。 XTAL1:接外部晶振的一個(gè)引腳，是 內(nèi)部反相放大器的輸入端。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性能好的 NPO 高頻電容。 圖 超聲波發(fā)射電路原理圖 超聲波發(fā)射 的 電路圖如圖 所示。如圖 超聲 波檢 測(cè)接收電路原理圖所示，適當(dāng)改變 C12 的大小，可以改變接受電路的靈敏度和抗 干擾能力。 圖 電源電路原理圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距器的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序，超聲波發(fā)生子程序，超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成，由于 C 語言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率并且容易精確計(jì)算程 序行動(dòng)的時(shí)間，而超聲波測(cè)距器的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精確計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用 C 語言和匯編語言混合編程。其時(shí)序圖如圖 所示 。給出了硬件和軟件的設(shè)計(jì)方案。對(duì)一 塊電路板的設(shè)計(jì)、焊板、調(diào)試、改進(jìn)等整個(gè)過程，有了更深入的理解和掌握。顯示緩沖單元在 40H~43H,使用內(nèi)存 44H、 45H、 46H 用于計(jì)算距離 。超聲波脈沖個(gè)數(shù)控制 SETB PX0 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 。外中斷 0，收到回波時(shí)進(jìn)入 PINT0: CLR TR0 。 DL1MS: MOV R6, 14H 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 29 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ DL1: MOV R7, 19H DL2: DJNZ R7, DL2 DJNZ R6, DL1 RET *************************************************** * * * 距離計(jì)算程序近 似 * *************************************************** 。 TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,88H,0BFH 。開啟發(fā)超聲波用定時(shí)器 T1 OUT: RETI 。40~43H 為顯示數(shù)據(jù)存放單元（ 40 為最高位） MOV R7,0BH CLEARDISP: MOV R0, 00H INC R0 DJNZ R7, CLEARDISP MOV 20H, 00H MOV TMOD, 21H 。*采用 AT89C52 12MHz 晶振 * 。測(cè)距系統(tǒng)在許多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和自動(dòng)控制場(chǎng)合，都有很重要的作用。 程序流程圖如圖 ， (a)為主程序流程圖， (b)為定時(shí)中斷子程序流程圖， (c)為外部中斷子程序流程圖。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理 ,送至單片機(jī)。 圖 單片機(jī)及顯示系統(tǒng)電路圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 報(bào)警電路 采用一個(gè)蜂鳴器，輸出一定頻率的信號(hào)，在連 接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個(gè)三極管放大。 在實(shí)際應(yīng)用方面 2者其實(shí)基本上沒什么區(qū)別的 ， 用都一樣 。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號(hào)必須維持 2個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間。 對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、諧振器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。 EA/VPP:訪問程序存儲(chǔ)器 選擇 信號(hào) 輸入線 。 以上兩個(gè)引腳對(duì)于單 片機(jī)來說都是輸入端，作用是滿足單片機(jī)工作的電能需求。 一般隨著 諧振頻率 的 變高，檢測(cè)距離 會(huì) 變短， 同時(shí) 分解力 也會(huì) 變高?，F(xiàn)代社會(huì)中嵌入式 技術(shù) 無 處不在，早已被應(yīng)用在國防、國民經(jīng)濟(jì)、以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域， 不斷地改變著人們的生活，是人類社會(huì)一項(xiàng)偉大的智慧結(jié)晶 。 而 嵌入式 技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)扮演著不可或缺的地位，它 是當(dāng)前最熱門、最具有發(fā)展力 的 IT 應(yīng)用之一。 超聲波傳感器 由 發(fā)送器和接收器 組成 ， 一般 超聲波傳感器為可逆 元件 ， 即 一個(gè) 傳感器 可以具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用?？臻e方式停止 CPU 的工作，允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí) CPU 會(huì)送出有效的低電平信號(hào)。圖 中 AT89C52(AT89C51 相同）系統(tǒng)由 內(nèi)部時(shí)鐘方式電路外接晶體以及電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路 及單片機(jī)組成 ，接在放大器的 反饋回路中。電路一般采用積分型、專用芯片復(fù)位電路等來完成電路復(fù)位所 需信號(hào)。 因?yàn)檩斎氩灰粯樱瑑蓚€(gè)芯片的應(yīng)用場(chǎng)合也有所不同。如果將所有大光二極管的陽極連在一起作為公共端，稱為共陽極二極管，如果將所有發(fā)光二極管的陰極連在一起作為公共端，則稱為共陰數(shù)碼管。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可以為聲速是基本不變的。為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳到接收器引起的直射波，需要延時(shí)約 （這也就是超聲波測(cè)距器會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因）后才可打開外中斷 0接收返回的超 聲波信號(hào)。 本 課題所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有測(cè)量精度較高、速度快、控制簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也感謝三年來授 之 以漁的老師們，是你們的教導(dǎo)使得我們獲得了知識(shí) ， 表示衷心的感謝！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 30 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊