基于單片機的控制的超聲波測距報警系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-11-28 10:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 SB 口供給，也可使用外部穩(wěn)定的 5V 電源供電模塊供給。 復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組 成。 單片機的置位和復位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態(tài)，一 般來說，單片機復位電路作用是把一個例如狀態(tài)機初始化到空狀態(tài)，而在單片機內(nèi)部，復位的時候單片機是把一些寄存器以及存儲設備裝入廠商預設的一個值。單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳 RST 上外接電阻和電容，實現(xiàn)上電復位。當現(xiàn)代通信技術 綜合設計 7 復位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復位有效。復位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期 。 最小 系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全 稱 叫晶體振蕩器， 它 結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片 機 接的一切指令的執(zhí)行都是建立在 單片機晶振提供的時鐘頻率 上 。 最小系統(tǒng)原理圖如圖 3所示。 P 1. 0( T 2)1P 1. 1( T 2E X )2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 5( M O S I )6P 1. 6( M O S I )7P 1. 7( S C K )8P 3. 0( R X D )10P 3. 1( T X D )11P 3. 2( I N T 0)12P 3. 3( I N T 1)13P 3. 4( T 0)14P 3. 5( T 1)15P 3. 6( W R )16P 3. 7( R D )17R E S T9X119X218G N D20( A D 0) P 0 .039( A D 1) P 0 .138( A D 2) P 0 .239( A D 3) P 0 .327( A D 4) P 0 .435( A D 5) P 0 .534( A D 6) P 0 .633( A D 7) P 0 .732( A 8 ) P 21( A 9 ) P 22( A 1 0) P 2 .223( A 1 1) P 2 .324( A 1 2) P 2 .425( A 1 3) P 2 .526( A 1 4) P 2 .627( A 1 5) P 2 .728V C C40E A / V P31A L E / P30P S E N29S T C 89C 5 2X T A L 11. 0592C930P FC 1030P F+ C110μ FR210KS1R E S E TV C CR11KP 3. 6P 3. 2P 3. 3 圖 3 最小系統(tǒng)原理圖 超聲波發(fā)送模塊 發(fā)射電路由脈沖產(chǎn)生電路和發(fā)射電路組成。脈沖產(chǎn)生電路的主要任務是產(chǎn)生 40KHz 脈沖電壓。它由與非門和電阻電容構(gòu)成振蕩電路，由STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。脈沖產(chǎn)生電路的輸出電壓經(jīng)脈沖變壓器升壓后輸出到超聲波傳感器。其中，脈沖變壓器對脈沖電壓變換值的大小直接影響測距范圍，應盡量提供脈沖變壓器副邊電壓幅值。 超聲波 發(fā)送 模塊如圖 4 所示。 8 基于單片機的控制的超聲波測距報警系統(tǒng)設計 7 4 L S 0 4T1K1KV C CP 3 . 3 圖 4 超聲波發(fā)送模塊 超聲波接收模塊 接收電路的主要任務是檢測回波，并向 STC89C52 芯片發(fā)出中斷以停止計時，由 STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。接收電路設計的好壞直接影響超聲波在空氣中傳播時間的測量。 接收部分電路由檢波電路、濾波放大電路和整形電路組成。檢波電路拾取回波中的正半波，以便后級電路放大；整形電路把回波信號整理為STC89C52 芯片能夠接收的信號并向 STC89C52 芯片申請中斷以停止計時。接收電路的主體是濾波放大電路。由于超聲回波信號十分微弱并含有噪聲，S/N 較小，所以接收電路設置了兩級高 Q 值的濾波放大電路。濾波放大 電路采用二階帶通濾波放大器，一級和二級濾波放大電路采用相同的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 超聲波接收模塊如圖 5 所示。 2 3 4 68 57 1C X 2020RC4 56μ FC7330 pF+C6 μ FR310ΩR1220 KR210KP 3 .2+ C51μ FV C CG N D 圖 5 超聲波接收模塊 現(xiàn)代通信技術 綜合設計 9 數(shù)碼管 顯示 模塊 綜合課題的實際要求以及考慮單片機的接口資源，采用串行方式顯示的 LED 驅(qū)動輸出設備。由于測試所得的距離需要精確到小數(shù)點后 2 位，所以本設計采用 4 個 LED 數(shù)碼管來表示距離的 cm數(shù)值。 本設計采用共陽級數(shù)碼管，我們將 LED 數(shù)碼管顯示模塊上的 J1 上的 8個端口與 STC8951 芯片上的 — 相連接，作為段選；再將 J2 上的 4個端口與 STC89C52 芯 片上的 — 相連接，作為位選。 數(shù)碼管模塊如圖 6 所示。 圖 6 數(shù)碼管顯示模塊 10 基于單片機的控制的超聲波測距報警系統(tǒng)設計 4 軟件設計方案 程序流程圖 超聲波測距器的軟件設計主要由主程序、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。 軟件 主要 分為兩 個 部分 ： 主程序和中斷服務程序 。 如圖 7 所示 ，為軟件流程圖，左圖為主程序流程圖，右圖為中斷服務程序流程圖。 主程序完成初始化工作、超聲波發(fā)射和接收的控制 等 。中斷服務程序主要完成時間值的讀取、距離計算、結(jié)果的輸出等工作 。 主 程 序系 統(tǒng) 初 始化發(fā) 送 超 聲波 脈 沖等 待 反 射超 聲 波收 到 反 射超 聲 波數(shù) 碼 管 顯示 顯 示 中斷入口讀取時間值計算距離開始外部中斷返回 圖 7 程序流程圖 超聲波 發(fā)送 模塊 通過 端口發(fā)送 40KHz 方波，計數(shù)器 T0 打開進行計時。如圖 8 所示 現(xiàn)代通信技術 綜合設計 11 圖 8 超聲波發(fā)送 超聲波 接收 模塊 通過 端口檢測返回信號，收到后進入接收中斷程序 ， 如圖 9 所示 。 圖 9 超聲波接收模塊 外部中斷入口 關外部中斷 讀時間 開中斷 返回 計算距離 輸出距離 定時中斷入口 定時初始化 發(fā)射超聲波 停止發(fā)射 是否
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