【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和頻率特性。增大電阻R1或減小C1,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但C1的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為R1=，C1=1μF。 3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作。 4腳：接地端。5腳：該腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kΩ時(shí)，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。 6腳：該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。 7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為22kΩ，沒有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則產(chǎn)生下降。8腳：電源正極，～5V。 超聲波傳感器接收部電路采用集成電路CX20106A。這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38kHz 與測(cè)距超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路。實(shí)驗(yàn)證明，其具有很高的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。適當(dāng)改變C1的大小，可改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。R1和C1 控制CX20106A內(nèi)部的放大增益，R2 控制帶通濾波器的中心頻率。一般取R1= Ω，C1=1μF。US_R1 為超聲波接收頭，當(dāng)收到超聲波時(shí)產(chǎn)生一個(gè)下降沿，接到單片機(jī)的外部中斷INT0 上。當(dāng)超聲波接收頭接收到40kHz 方波信號(hào)時(shí)，將會(huì)將此信號(hào)通過CX20106A 驅(qū)動(dòng)放大送入單片機(jī)的外部中斷0 口。單片機(jī)在得到外部中斷0 的中斷請(qǐng)求后，會(huì)轉(zhuǎn)入外部中斷0 的中斷服務(wù)程序進(jìn)行處理，在移動(dòng)機(jī)器人的避障工作中，可以在中斷服務(wù)程序設(shè)定需要單片機(jī)處理的最短距離。4超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在系統(tǒng)架構(gòu)超聲波測(cè)距的基本功能之后，系統(tǒng)軟件所實(shí)現(xiàn)的功能主要針對(duì)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用。系統(tǒng)的軟件需要實(shí)現(xiàn)以下功能： 1. 信號(hào)控制 在系統(tǒng)硬件中，已經(jīng)完成發(fā)射電路、接收電路、檢測(cè)電路、現(xiàn)實(shí)電路、報(bào)警電路。在軟件主要完成信號(hào)的控制，門控信號(hào)，發(fā)射脈沖信號(hào)。2. 信號(hào)處理 RAM中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)值并不能作為距離直接顯實(shí)出來，應(yīng)為計(jì)數(shù)值和實(shí)際的距離之間的轉(zhuǎn)換公式為：S=*V*T=*V*(TR*N)，T為發(fā)射信號(hào)到接受信號(hào)的時(shí)間，TR為方波信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器的時(shí)間分辨率，N為計(jì)數(shù)值，在這個(gè)部分中信號(hào)處理包括計(jì)數(shù)值與距離值轉(zhuǎn)換的，二進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。3. 數(shù)據(jù)傳輸與顯示經(jīng)軟件處理得到的距離送顯示輸出，用四位LED表示。由于采用了單片機(jī)STC89C51并考慮了整個(gè)系統(tǒng)的控制流程，整個(gè)系統(tǒng)軟件都由STC89C51系列單片機(jī)匯編語言實(shí)現(xiàn)。由于距離的值得出及顯示是在中斷程序中完成，因此在初始化發(fā)射程序后進(jìn)入中斷響應(yīng)的等待。在中斷響應(yīng)之后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)數(shù)值與距離值換算子程序、二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序后顯示輸出，整個(gè)軟件系統(tǒng)程序分為主程序、中斷程序、顯示程序、限值報(bào)警程序。 主程序設(shè)計(jì)主程序是單片機(jī)程序的主體，整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn)都是在其中完成的，在此過程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務(wù)程序。程序首先完成初始化過程，然后是重復(fù)一個(gè)控制一個(gè)發(fā)射信號(hào)的過程，即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都會(huì)判斷在發(fā)射信號(hào)后延時(shí)等待的過程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來判斷程序的流程。： 40KHZ 脈沖的產(chǎn)生與超聲波發(fā)射在脈沖產(chǎn)生前先對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化，在這里選擇的工作方式定時(shí)器1工作方式2,定時(shí)器0工作方式1模式，所以TMOD應(yīng)該設(shè)定為21H。指令開啟T0，在開啟T0同時(shí)開發(fā)發(fā)射超聲波脈沖。測(cè)距系統(tǒng)中的超聲波傳感器，它產(chǎn)生40KHZ的脈沖信號(hào)，這由單片機(jī)執(zhí)行下面程序?qū)崿F(xiàn)的。CLR TJ4 。清報(bào)警開啟標(biāo)志MOV TMOD,21H 。定時(shí)器1工作方式2,定時(shí)器0工作方式1MOV TH0,00H 。定時(shí)開始時(shí)的值 MOV TL0,00H MOV TH1,0F6H 。定時(shí)器1中斷的計(jì)數(shù)值 MOV TL1,0F6H 。定時(shí)器1中斷的計(jì)數(shù)值,計(jì)數(shù)值重裝 MOV R4,04H 。延時(shí)值 SET B ET1 。開外部定時(shí)器1中斷 SET B ET0 。開外部0中斷 SET B PX0 。外部0中斷為優(yōu)先級(jí) 顯示子程序和蜂鳴報(bào)警子程序設(shè)計(jì)考慮到提高系統(tǒng)的資源利用率，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示法顯示實(shí)現(xiàn)P0口作為數(shù)據(jù)口，采用共陽顯示技法。將計(jì)算好的距離數(shù)據(jù)設(shè)置顯示緩沖區(qū)起始地址，顯示緩沖區(qū)中被現(xiàn)實(shí)的字符碼的字形碼的地址偏移量預(yù)先制表放入，蜂鳴器報(bào)警部分，當(dāng)測(cè)試的距離小于50CM的時(shí)候就發(fā)生報(bào)警。流程圖及部分電源如下： 5超聲波測(cè)距儀調(diào)試與測(cè)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)射和接收采用模塊直接實(shí)現(xiàn)。 硬件電路制作完成并調(diào)試好后，便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，～4m，測(cè)距儀在2m內(nèi)最大誤差不超過1cm。超過2m誤差進(jìn)一步增大，但最大誤差不超過2cm。由于發(fā)射功率不夠，所以最大的穩(wěn)定測(cè)量距離為4m。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測(cè)量要求。由于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不足的原因，此次設(shè)計(jì)做出的實(shí)物焊接方面較為粗糙與預(yù)計(jì)目標(biāo)有一定的差距，但是對(duì)以后的設(shè)計(jì)打下很好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。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后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分。單片機(jī)采用AT89S51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。，利用外中斷0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的4個(gè)七段共陽數(shù)碼管組成動(dòng)態(tài)掃描電路。超聲波發(fā)射電路主要由反相器和超聲波發(fā)射換能器FQS構(gòu)成，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。在元件及調(diào)制方面，由于采用的電路使用了很多集成電路。外圍元件不是很多，所以調(diào)試不會(huì)太難。一般只要電路焊接無誤，稍加調(diào)試應(yīng)該會(huì)正常工作。電路中除集成電路外，對(duì)各電子元件也無特別要求。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。 新建與編譯單片機(jī)程序項(xiàng)目選擇Debug下面的Start/Stop Debug Session，這個(gè)選項(xiàng)可以打開調(diào)試也可以關(guān)閉調(diào)試 打開關(guān)閉調(diào)試如果沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤說明軟件沒有問題可以正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，將鼠標(biāo)放到出錯(cuò)提示地方點(diǎn)擊左鍵，就可以跳到程序里錯(cuò)誤的地方。 結(jié) 論自動(dòng)控制系統(tǒng)在微處理器的影響下有了新的活力，取得了新的進(jìn)步。電子計(jì)算機(jī)從過去的龐然大物已經(jīng)可以縮小到可以置于控制系統(tǒng)核心之中，作為系統(tǒng)的控制器、存儲(chǔ)器及運(yùn)算器，并使其具有智能的作用。自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為自動(dòng)化過程控制發(fā)展的主要方向。課題研究的時(shí)間定時(shí)控制系統(tǒng)即是一種典型的微機(jī)控制系統(tǒng)，它以單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心，利用其功能強(qiáng)、外部線路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在軟件控制下，與其它硬件電路相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制過程。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用不再感到陌生，對(duì)過程控制有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了動(dòng)手能力、開闊了思路、懂得了很多道理，受益匪淺。然而，由于專業(yè)水平有限，此時(shí)間定時(shí)控制系統(tǒng)在很多環(huán)節(jié)還很粗糙，有待改進(jìn)。幾十年來過程控制雖然有了很大的發(fā)展，但總的看來，人們最初還是較習(xí)慣于從硬件的角度做工作，這是由于一些設(shè)計(jì)者的（硬件）技術(shù)背景，以及單片機(jī)技術(shù)不斷迅速更新等因素所造成的。近年來，情況有了很大的變化。從過程控制自動(dòng)化程度來看，軟件發(fā)揮的作用將越來越大，這里還有很多領(lǐng)域等待著去開發(fā)。結(jié)束語為期半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成，在這期間付出汗水，辛勞可是一言難盡。在做畢設(shè)之前老師告訴我們多看看有硬件設(shè)計(jì)方面的書籍，多練習(xí)編程，設(shè)計(jì)硬件電路肯定對(duì)自己有好處。但是我覺得看不看，做不做都一樣，但是事實(shí)上是我錯(cuò)了。剛開始完全自己設(shè)計(jì)確實(shí)有點(diǎn)難，因?yàn)閱纹瑱C(jī)掌握的還不算很熟悉，平常練的少，所以剛拿到題目感到無從下手，并且遇到了不少麻煩。在網(wǎng)絡(luò)上查詢，詢問同學(xué)，詢問老師，查詢書籍，基本上能用的方法都用了之后，我才正式開始做起畢設(shè)來。但想象與動(dòng)手還是有很大的區(qū)別，一開始就各種錯(cuò)誤連連攻擊我，使得我寸步難行，好像自己已經(jīng)掉入了大海深淵，找不到方向，白天下午我們都在實(shí)驗(yàn)室，而上午我基本上都是一掙開眼睛就開始打開筆記本開始設(shè)計(jì)我的硬件電路，晚上也一樣。甚至就連在睡覺的時(shí)候，腦子里都全是程序，還有怎么改怎么做能成功，心血真的付出了很多，但我并沒有感覺到不快樂，反之，在一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤，一個(gè)個(gè)疑難雜癥被我解決之后，我那種無比快樂的心情，真的是用語言所表達(dá)不出來的，我還記得在我攻破一個(gè)非常麻煩的報(bào)警蜂鳴器工作的問題時(shí)，我那種喜悅使得我旁邊的所有人都驚訝了，其實(shí)當(dāng)時(shí)那種投入，就感覺自己就自己在做畢業(yè)設(shè)計(jì)，完全忘記了周圍的一切。高興完全已經(jīng)沖破了頭腦。困難和成績(jī)都是并肩存在的，困難之后一定會(huì)有著光明，我成功了，我喜悅了，在經(jīng)歷了本次超聲波測(cè)距電路設(shè)計(jì)，我真正的學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，也鍛煉了自己動(dòng)手和動(dòng)腦的能力，這在我今后生活、學(xué)習(xí)和工作上有很大的幫助，也是開啟我即將步入社會(huì)的一把鑰匙，在這里我也非常感謝幫助過我的同學(xué)和老師，沒有你們的一把鑰匙我也不會(huì)這么快的成功。致 謝本設(shè)計(jì)能夠順利完成，還承蒙許老師以及身邊的很多同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計(jì)過程中，老師給予了悉心的指導(dǎo)，最重要的是給了我解決問題的思路和方法，在此，我對(duì)許老師表示最真摯的感謝！本論文是在導(dǎo)師許謹(jǐn)?shù)南ば闹笇?dǎo)下完成的，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在此感謝所有老師的指導(dǎo)和幫助；感謝所有幫助過我的同學(xué)的關(guān)心、支持和幫助。在四年的學(xué)習(xí)期間，曾得到老師和同學(xué)們的關(guān)心和幫助，在此表示深深的感謝。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長(zhǎng)存。感謝評(píng)閱老師百忙之中抽出時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行了評(píng)閱！參考文獻(xiàn)[1] 劉復(fù)華. 單片機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng). 北京: 清華大學(xué)出版社, 1992[2] 王炳錫, 屈丹, 彭煊. 實(shí)用語音識(shí)別基礎(chǔ). 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2005[3] 杜剛. 十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用. 中國(guó)電力出版社, 2007 [4] 羅亞非. 凌陽十六位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ). 北京航空航天大學(xué)出版社, 2005[5] 張培仁. 十六位單片機(jī)微處理器原理及應(yīng)用. 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TJ4 EQU 63H 。報(bào)警系統(tǒng)是否開戶的標(biāo)志,為0不開,為1開啟 TJ5 EQU 64H 。調(diào)節(jié)時(shí)顯示的個(gè)數(shù)的標(biāo)志 A1 EQU 65H 。顯示要調(diào)節(jié)的的第一位 A2 EQU 66H 。顯示要調(diào)節(jié)的的第2位 A3 EQU 67H 。顯示要調(diào)節(jié)的的第3位 A4 EQU 68H 。顯示要調(diào)節(jié)的的第4位