【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 期以上的時(shí)間。（2） 手動(dòng)按鈕復(fù)位 該復(fù)位形式需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。當(dāng)按下按鈕時(shí)，則VCC的+5V電平就會(huì)直接加到RST端，人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 復(fù)位電路 需要將由單片機(jī)發(fā)出的40kHZ的方波進(jìn)行放大，才能夠使超聲波傳感器發(fā)射出超聲波，作為發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路，本質(zhì)上就是一個(gè)信號(hào)放大電路。 超聲波發(fā)射電路原理圖 。發(fā)射電路主要是用反向器74ALS04連接到超聲波發(fā)射換能器T所構(gòu)成，另一路經(jīng)過(guò)雙重反向器放大后送到超聲波的另一電極。用這種方式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以有效地提高超聲波的發(fā)射效率，在輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提升驅(qū)動(dòng)能力。上拉電阻RR2不但可以提高反向器74ALS04輸出高電平的能力，而且還可以提升超聲波換能器的阻尼效果，縮短它的自由振蕩時(shí)間。 關(guān)于74ALS04與74LS04的區(qū)別： 74LS04與74ALS04都是74系列的非門(mén)。 他們的區(qū)別是： 輸出：74LS04和74ALS04是一樣的。如果同一個(gè)公司，輸出參數(shù)都是一樣的。 輸入：兩者不同的是輸入不一樣。74LS04輸入是TTL電平，74LS14輸入是施密特輸入（有滯回特性）。 因?yàn)檩斎氩灰粯?，兩個(gè)芯片的應(yīng)用場(chǎng)合也有所不同。74LS04多用于板內(nèi)一般數(shù)據(jù)的“非”控制，而74ALS04一般用于某些信號(hào)的整形或者異受干擾/關(guān)鍵信號(hào)的信號(hào)緩沖等。 大部分情況下74LS14可以替代74LS04；74ALS04和74LS04都是六反相器；74LS04是6非門(mén)IC工作電壓5V ，最大16mA的驅(qū)動(dòng)能力。在實(shí)際應(yīng)用方面 2者其實(shí)基本上沒(méi)什么區(qū)別的，用都一樣。 基于本實(shí)驗(yàn)要求超聲波輸出信號(hào)和接收信號(hào)盡可能降低干擾，所以本設(shè)計(jì)選取的是74ALS04芯片作為主要芯片。 超聲波檢測(cè)接收電路 參考紅外轉(zhuǎn)化接收電路，本設(shè)計(jì)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?？紤]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，可以利用他作為超聲波檢測(cè)電路。，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。管腳1是超聲波信號(hào)輸入端，是輸入阻抗約為40KΩ。管腳2的C12 R19決定接受換能器的總增益，增大電阻R或者減小C，將使放大倍數(shù)下降，負(fù)反饋量增大，電容C的改變會(huì)影響到頻率特性，實(shí)際使用中一般不改動(dòng)，推薦選擇參數(shù)R= KΩ，C=。管腳5上的連接電阻R18用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率，阻值越大，中心頻率越低，取R=200 KΩ時(shí)，中心頻率約為42KHZ；管腳6與GND之間接入一個(gè)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；管腳7是遙控命令輸出端，是集電極開(kāi)路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源，該阻值推薦阻值為R5=220 KΩ,沒(méi)有接受信號(hào)時(shí)該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則會(huì)下降；管腳8接電源正極。 超聲波接收電路原理 將系統(tǒng)正在運(yùn)行的狀態(tài)告訴操作者，需要顯示；我們這里利用超聲波測(cè)距需要把測(cè)得的結(jié)果顯示出來(lái)；當(dāng)我們吧需要控制的信號(hào)輸入到單片機(jī)系統(tǒng)中，輸入與輸出的信息就能夠顯示出來(lái)。 常用的顯示方式有：LED彩燈顯示、數(shù)碼管顯示、和液晶顯示。我們的設(shè)計(jì)是利用數(shù)碼管顯示。 LED(LightEmitting Diode，發(fā)光二極管)有七段和八段之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。 ，圖中a～g七個(gè)筆端及小數(shù)點(diǎn)SP均為發(fā)光二極管。如果將所有大光二極管的陽(yáng)極連在一起作為公共端，稱為共陽(yáng)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。(a)為八段共陰數(shù)碼顯示管結(jié)構(gòu)圖， (b)是它的原理圖， (c)為八段共陽(yáng)LED顯示管原理圖。 八段LED數(shù)碼顯示管原理和結(jié)構(gòu) ，顯示電路中74ALS245芯片接由單片機(jī)的P0口，再由七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示，、。 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(guò)一個(gè)三極管放大。實(shí)現(xiàn)的功能：當(dāng)測(cè)得的距離小于最小值時(shí)，警報(bào)器觸發(fā)。 報(bào)警電路該電路電源是通過(guò)整流橋整流后經(jīng)C6\C7濾波，然后由7805穩(wěn)定后提供穩(wěn)定的5V電壓,。 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(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)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(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。下面對(duì)超聲波測(cè)距器的算法，主程序，超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序逐一介紹。，既超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，就會(huì)被超聲波接收器R接收到。這樣，只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器于反射物體的距離。該距離的計(jì)算公式如下41：d=s/2=(vt)/2 （41）其中：d為被測(cè)物于測(cè)距器的距離；s為聲波的來(lái)回路程；v為聲速；t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。單片機(jī)障礙物發(fā)射管接收管 超聲波測(cè)距離原理圖對(duì)于該系統(tǒng)影響最大可測(cè)距離存在四個(gè)因素：超聲波的幅度、反射物的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小可測(cè)距離。為了增加所測(cè)量的覆蓋范圍，減少測(cè)量誤差，可采用多個(gè)超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射/接收的設(shè)計(jì)方法。由于超聲波也是一種聲波，其聲速v與溫度有關(guān)， 列出了幾種不同溫度下的聲速。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。如果測(cè)距精度很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。溫度（℃?020100103030100聲速（m/s）313319325323338344349386 超聲波波速與溫度的關(guān)系表 由單片機(jī)AT89C52編程產(chǎn)生40kHz的方波，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)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)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。 時(shí)序圖 該測(cè)距裝置是由超聲波傳感器、單片機(jī)、發(fā)射/接收電路和LED顯示器組成。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路相連,接收電路輸出端與單片機(jī)相連接,單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連接。 （頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12181。s左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器T0打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距器主程序利用外中斷0檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（即INT0引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入超聲波接收中斷程序。就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T1，停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器T1溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值0，以表示本次測(cè)距不成功。單片機(jī)在T0時(shí)刻發(fā)射方波，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)收到回波后，產(chǎn)生一負(fù)跳變到單片機(jī)中斷口，單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，定時(shí)器停止計(jì)數(shù)。計(jì)算時(shí)間差，即可得到超聲波在媒介中傳播的時(shí)間t，由此便可計(jì)算出距離。主程序首先要對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并對(duì)顯示端口P0和P2清0；然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖。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，（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(kāi)外中斷0接收返回的超聲波信號(hào)。由于采用的是12M