基于單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距警報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2(編輯修改稿)
2025-07-16 12:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波發(fā)射電路 超聲波接收模塊接收電路的主要任務(wù)是檢測(cè)回波，并向STC89C52芯片發(fā)出中斷以停止計(jì)時(shí)。接收電路設(shè)計(jì)的好壞直接影響超聲波在空氣中傳播時(shí)間的測(cè)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(jí)電路放大；整形電路把回波信號(hào)整理為STC89C52芯片能夠接收的信號(hào)并向STC89C52芯片申請(qǐng)中斷以停止計(jì)時(shí)。接收電路的主體是濾波放大電路。由于超聲回波信號(hào)十分微弱并含有噪聲，S/N較小，所以接收電路設(shè)置了兩級(jí)高Q值的濾波放大電路[2]。濾波放大電路采用二階帶通濾波放大器，一級(jí)和二級(jí)濾波放大電路采用相同的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。，為超聲波接收電路。 超聲波接收電路 LED數(shù)碼管顯示模塊顯示器是一個(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[7]。最簡(jiǎn)單的顯示器可以使LED 發(fā)光二極管，給出一個(gè)簡(jiǎn)單的開關(guān)量信息，而復(fù)雜的較完整的顯示器應(yīng)該是 CRT監(jiān)視器或者屏幕較大的 LCD 液晶屏。綜合課題的實(shí)際要求以及考慮單片機(jī)的接口資源，采用串行方式顯示的 LED 驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備。由于測(cè)試所得的距離需要精確到小數(shù)點(diǎn)后1位，所以本設(shè)計(jì)采用 3 個(gè) LED 數(shù)碼管來表示距離的cm數(shù)值。本設(shè)計(jì)采用共陽級(jí)數(shù)碼管，—，作為段選；—，作為位選。，為LED數(shù)碼管顯示電路。 LED數(shù)碼管顯示電路 報(bào)警模塊系統(tǒng)報(bào)警電路由一個(gè)運(yùn)算放大器、一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)喇叭組成。R25的阻值為1K，R26的阻值為10K。對(duì)于二級(jí)運(yùn)算放大，都采用F007芯片，兩級(jí)放大電路均是負(fù)反饋接法，即反相比例運(yùn)算電路。而反相比例運(yùn)算電路中，輸入信號(hào)從反相輸入端輸入，同相輸入端接地。根據(jù)“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)，即u=u+，i=i+=0?？傻胾+=0。而所謂“虛短”是由于理想集成運(yùn)放Au0[10]。 所示，為報(bào)警電路。 報(bào)警電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) Keil uVision3軟件介紹Keil uVision3開發(fā)工具提供數(shù)個(gè)十分有用的特性可以幫助你快速地成功開發(fā)嵌入式應(yīng)用，這些工具使用簡(jiǎn)單并保證達(dá)到你的設(shè)計(jì)目的。Keil uVision3是一個(gè)基于Window的開發(fā)平臺(tái)，包含一個(gè)高效的編輯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)MAKE工具。Keil uVision3支持所有的KEIL8051工具，包括C編譯器宏匯編器連接/定位器目標(biāo)代碼到HEX的轉(zhuǎn)換器。Keil uVision3通過以下特性加速你的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程： （1）全功能的源代碼編輯器； （2）器件庫用來配置開發(fā)工具設(shè)置； （3）項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維護(hù)你的項(xiàng)目； （4）集成的MAKE工具可以匯編編譯和連接你的嵌入式應(yīng)用； （5）所有開發(fā)工具的設(shè)置都是對(duì)話框形式； （6）真正的源代碼級(jí)的對(duì)CPU和外圍器件的調(diào)試器；（7）高級(jí)GDIAGDI接口用來在目標(biāo)硬件上進(jìn)行軟件調(diào)試以及和Monitor51進(jìn)行通信； （8）與開發(fā)工具手冊(cè)和器件數(shù)據(jù)手冊(cè)和用戶指南有直接的鏈接。 軟件流程圖超聲波測(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。軟件主要分為兩個(gè)部分：主程序和中斷服務(wù)程序。，為軟件流程圖，左圖為主程序流程圖，右圖為中斷服務(wù)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(wù)程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)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計(jì)算距離顯示結(jié)果中斷入口讀取時(shí)間值計(jì)算距離結(jié)果輸出開始外部中斷返回 軟件流程圖 系統(tǒng)的軟件調(diào)試超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單，其中超聲波發(fā)射和接收采用Φ15的超聲波換能器TCT4010F1（T發(fā)射）和TCT4010S1（R接收），中心頻率為40kHz，安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4～8cm，其余元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C0的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力[5]。硬件電路制作完成并調(diào)試后（硬件連接圖見附錄1），將編譯好的軟件程序下載到STC89C52芯片中（軟件的調(diào)試程序清單見附錄2），然后與單片機(jī)實(shí)踐平臺(tái)連接：（1）—；（2）—；（3）；（4）；（5）接地線與按鍵模塊的J3相連。初次調(diào)試結(jié)果沒成功，LED數(shù)碼管沒有任何顯示，小組成員的硬件也出現(xiàn)同樣結(jié)果，經(jīng)觀察嘗試下，問題出在接地線所接的按鍵模塊的J3接口上，總共有兩個(gè)接口，分為上下兩個(gè)，我們?cè)炔宓氖窍旅婺莻€(gè)，換成上面那個(gè)接口，數(shù)碼管有顯示了。再次調(diào)試，出現(xiàn)了新問題，只顯示十位和百位，各位無法顯示?！?。多次嘗試小組成員的硬件，結(jié)果一樣，所以我們決定換位選端口，—。最后調(diào)試成功，數(shù)碼管正常顯示距離，保留一位小數(shù)，最大距離達(dá)到50cm左右，但警報(bào)功能無法實(shí)現(xiàn)。，為調(diào)試實(shí)物圖。 調(diào)試實(shí)物圖 5 設(shè)計(jì)總結(jié)首先，我要感謝我們的指導(dǎo)老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我的細(xì)心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在這為期兩周的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，各位老師給我提供了各種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您們表示由衷的感激。同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。接著，我要感謝
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