倒車?yán)走_(dá)超聲波測距畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 14:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 計(jì)采用的思想是分塊進(jìn)行設(shè)計(jì)及編寫程序代碼。程序主要分為主程序和中斷程序。主程序包括初始化單片機(jī)STC89C5超聲波的發(fā)出和接收、距離的計(jì)算、按鍵電路的設(shè)置、距離的顯示和蜂鳴器的報(bào)警等。 主程序設(shè)計(jì)主程序是初始化單片機(jī)STC89C52，然后置1回波接收位。，并且開啟定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)。這時(shí)調(diào)動計(jì)算子程序根據(jù)記錄的T0時(shí)間計(jì)算距離，計(jì)算完成后，調(diào)用子程序顯示距離。與此同時(shí)，調(diào)用聲音處理程序進(jìn)行蜂鳴器的報(bào)警。主程序根據(jù)反射回來的信號繼續(xù)工作，如果回波標(biāo)志位為0則說明成功接收到了回波信號，這時(shí)開始置位并且發(fā)送一個(gè)低電平到發(fā)射電路，就這樣不停的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)測距功能。根據(jù)以上描述主程序的流程圖如圖41所示。 開始系統(tǒng)初始化超聲波模塊復(fù)位發(fā)射超聲波并啟動T0開中斷接收到回波的同時(shí)中斷停止計(jì)算測量距離顯示距離同時(shí)蜂鳴器報(bào)警報(bào)警 延時(shí) 圖41 主程序流程圖 中斷處理程序負(fù)責(zé)計(jì)算距離的程序是中斷處理程序。根據(jù)前面的分析，當(dāng)接收電路接收到回波信號以后。這時(shí)轉(zhuǎn)入中斷處理程序，定時(shí)器T0以及外部中斷0就立刻關(guān)閉。讀取時(shí)間值，并給接收回波的標(biāo)志位清零。本設(shè)計(jì)的中斷處理程序的程序流程圖如圖42所示。計(jì)時(shí)停止指定的報(bào)警聲開啟中斷關(guān)閉返回距離計(jì)算處理顯示距離并根據(jù)距離判斷是否報(bào)警YN圖42 中斷處理程序流程圖在中斷處理程序中，對于距離的計(jì)算是比較關(guān)鍵的。先從定時(shí)器T0那里讀取時(shí)間值，再根據(jù)公式計(jì)算出距離，最后在實(shí)現(xiàn)各模塊的功能。 距離的計(jì)算及顯示電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)公式S=17N/1000=N(cm)，可以看出來求出距離的關(guān)鍵是N值，也就是定時(shí)器T0計(jì)數(shù)的次數(shù)。當(dāng)接收探頭接收到回波信號時(shí)，這時(shí)，定時(shí)器停止工作，并且提取定時(shí)器計(jì)數(shù)的次數(shù)N,計(jì)算出距離。 本次設(shè)計(jì)采用的掃描方式為簡單實(shí)用的動態(tài)掃描，用四位共陽極的連接方式連接數(shù)碼管顯示距離。單片機(jī)的P2口和數(shù)碼管進(jìn)行段的動態(tài)掃描，因?yàn)榫嚯x的顯示是在變化不固定的，所以數(shù)碼管的顯示過程是在外部中斷后進(jìn)行的。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)主程序根據(jù)計(jì)算公式算出與被測物體的距離，通過數(shù)碼管顯示，并且調(diào)用報(bào)警子程序控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。 按鍵電路的設(shè)計(jì)當(dāng)按下k1鍵位，進(jìn)入設(shè)置模式，默認(rèn)的報(bào)警距離在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，每按k2一次顯示距離增加十厘米，每按下k3一次顯示距離減少十厘米，設(shè)置好新的報(bào)警距離后再次按下k1鍵位時(shí)，單片機(jī)自動計(jì)算顯示距離是否小于新設(shè)置的報(bào)警距離，如果小于蜂鳴器開始報(bào)警。按鍵電路程序流程如圖43所示。按下菜單鍵重新設(shè)置報(bào)警距離距離增加距離減少再次按下菜單鍵設(shè)置完成計(jì)算距離顯示距離是否報(bào)警 圖 43 按鍵電路程序流程圖 第5章 硬件的組裝及調(diào)試本次超聲波測距的設(shè)計(jì)以HRSR04超聲波模塊為主體，中心頻率為40 kH。硬件的連接及焊接如下：單片機(jī)的P2口（P20～P27）對應(yīng)焊接到數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、dp，進(jìn)行段動態(tài)掃描。P1口（P11～P13）控制數(shù)碼管的片選段。P30和P31分別接到超聲波模塊的Echo、Trig 端口。報(bào)警電路引腳接到單片機(jī)P36端口。測量到一本書的距離，實(shí)際距離為38cm，測得距離為37cm，誤差的范圍在1cm～2cm，比較穩(wěn)定，實(shí)際測距情況如圖51所示。 圖51 測量情況顯示按下菜單鍵位，重新設(shè)置報(bào)警距離,報(bào)警距離為80cm。實(shí)際距離為95cm,測得的距離為94cm,蜂鳴器開始報(bào)警，如圖52所示。 圖52 測量情況在現(xiàn)實(shí)測距中，測量值與真實(shí)值誤差產(chǎn)生的原因分析：可能與被測物體的橫截面積大小有關(guān)。被測物體橫截面太小，超聲波信號不能被完全的反射回來?？赡芘c被測物體的光滑程度有光。表面不平滑的物體容易使信號散射開來，接收探頭接收到的信號變?nèi)酢? 結(jié)論從開學(xué)的選題到現(xiàn)在做畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的幾個(gè)月時(shí)間里，此次課題的選著從開始的不了解到現(xiàn)在實(shí)物焊接成功以及論文的完成，我學(xué)習(xí)到了很多知識，讓我了解從理論到實(shí)踐過程的艱辛。在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，從剛開始思考到課題的完成，每一步都在努力的做到最好。對大學(xué)四年的學(xué)習(xí)做了一次比較全面的檢練。根據(jù)任務(wù)書的要求與實(shí)際結(jié)合，本次設(shè)計(jì)以單片機(jī)STC89C52為主，采用HRSR04超聲波集成模塊對超聲波的發(fā)射和接收，利用四位數(shù)碼管和和蜂鳴器進(jìn)行顯示和報(bào)警。并且設(shè)置了按鍵電路方便的對報(bào)警距離進(jìn)行修改。做出來的實(shí)物基本滿足任務(wù)要求，但在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了一下幾個(gè)問題：環(huán)境的溫度對距離的測量有影響，當(dāng)我在陽光下和在陰涼處對同一距離測出來的數(shù)值不一樣。查看有關(guān)資料，對于溫度的影響，在設(shè)計(jì)中可以考慮加上溫度補(bǔ)償模塊。被測物體表面的材質(zhì)不同也影響距離的測定，幾次結(jié)果表明：表面粗糙的物體比表面光滑的物體引起的誤差更大?？赡艽植诘谋砻嫘盘柹⑸溟_，這樣接收到的回波信號弱，因此產(chǎn)生誤差。通過上網(wǎng)了解，影響誤差的還有可能是余波信號的影響。在測距時(shí)，有一部分聲波沒通過反射直接傳到接收探頭那里。這種余波的印象對測距的影響還是挺大的。單這種干擾可以通過軟件算法的方法去除。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文在郭振慧老師的耐心指導(dǎo)下，總算完成老師的治學(xué)敬業(yè)態(tài)度讓我很感動，很感謝老師的辛苦付出，讓我的大學(xué)四年畫上了一個(gè)完美的句號。在本次設(shè)計(jì)中，老師不斷的對我的設(shè)計(jì)提出很多疑問，讓我能在這方面更加深入的思考，并且在我不知所措時(shí)，認(rèn)真仔細(xì)的指導(dǎo)我解決問題，這才使得設(shè)計(jì)的課題能夠順利完成。同時(shí)還要感謝教過我指導(dǎo)我的所有老師，你們在我大學(xué)的四年里扮演了重要的角色。你們給予我的不僅是知識，還有以后出入社會的優(yōu)秀品質(zhì)。謝謝你們的建議與忠告，讓我對即將踏入的社會有了自信和目標(biāo)。謝謝身邊的朋友，大學(xué)里的每一步都有你們的印記。 參考文獻(xiàn)[1] Y. S. Huang M. S. Young．An Accurate Ultrasonic Distance Measurement System with Self Temperature Compensation[J]．Instrumentation science amp。 technology．2009，37(01)：2229.[2] +系列單片機(jī)指南[DB/OL]., 2005625.[3] 王安敏,[J]．儀表技術(shù)與傳感器．2006(06)：4449[4] 戴曰章,[J]．計(jì)量與測試技術(shù)．2005(02)：1718[5] 吳超,[J]．(10)：6568[6] [J]．可編程控制器與工廠自動化
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