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超聲測距—汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)論文-資料下載頁

2025-08-25 01:48本頁面

【導(dǎo)讀】已在我的致謝辭中加以說明并深致謝意。本設(shè)計(jì)(論文)和資料若有不實(shí)之處,本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來,超聲波測距儀作為一種新型的非常重要有用。足日益發(fā)展的社會需求。目標(biāo)識別問題;大力降低潛艇自噪聲,改善潛艇聲納的工作環(huán)境。聲波測距儀將與自動化智能化接軌,與其他的測距儀集成和融合,形成多測距儀?;疽螅?)進(jìn)行方案分析論證,原理綜述,方法擬定。利用超聲波方法實(shí)現(xiàn)測距;編寫主程序和中斷服務(wù)程序;以數(shù)字的形式顯示測量距離;總體分析設(shè)計(jì)方案。[4]孫瓊.嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)詳解[M].人民郵電出版社,2020.[6]王其民.Linux實(shí)務(wù)操作及程序應(yīng)用[M].中國青年出版社,2020.4測距系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與誤差分析~視所引起的煩擾,并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷,提高了泊車安全性。

  

【正文】 由于是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言,與具體的計(jì)算機(jī)硬件有著密切的關(guān)系,因此,可移植性差。但由于匯編指令與機(jī)器語言指令一一對應(yīng),即一條匯編語言的可執(zhí)行指令對應(yīng)著一條機(jī)器語言指令,反之亦然。因此,匯編語言可直接利用 機(jī)器硬件系統(tǒng)的許多特性,如寄存器、標(biāo)志位以及一些特殊指令等,具有執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存少等優(yōu)點(diǎn)。匯編語言的缺點(diǎn)是程序的通用性和可移植性差;程序比較繁瑣,調(diào)試?yán)щy;目標(biāo)程序比較龐大,運(yùn)行速度慢。 C 語言是一種編譯型的程序設(shè)計(jì)語言,它兼顧了多種高級語言的特點(diǎn),并具備匯編語言的功能。 C 語言有功能豐富的庫函數(shù),運(yùn)算速度快,編譯效率高,有良好的可太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 移植性,而且可以直接實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)語言,支持支持由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 C 語言的模塊化程序結(jié)構(gòu)可以使程序模塊實(shí)現(xiàn)共享。在 C語言的可讀性方面更容 易借鑒前人的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),提高程序的開發(fā)水平。 C 語言應(yīng)用于單片機(jī)編程出了上述特點(diǎn)外,還有以下突出特點(diǎn):編譯器可以自動完成變量存儲單元的分配,省去了分配和紀(jì)錄存儲單元的繁瑣;不必對單片機(jī)和硬件接口的結(jié)構(gòu)有很深入的了解,省去了單片機(jī)漫長的學(xué)習(xí)時(shí)間;具有良好的可移植性,只要將程序略加改動就可以將其應(yīng)用與其他類型的單片機(jī),省去了更改單片機(jī)型號時(shí)重新編寫程序的無奈。因此利用 C語言編寫程序可以大大縮短目標(biāo)系統(tǒng)軟件的開發(fā)周期,程序的可讀性明顯增加,便于改進(jìn)、擴(kuò)充、研制規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。C 語言的缺點(diǎn)是生成目標(biāo)代碼比 較大,但隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,片內(nèi) ROM的空間做到 16/32 KB 的已經(jīng)很多,所以代碼較大已經(jīng)不是重要的問題了。目前,支持硬斷點(diǎn)的單片機(jī)仿真器已能很好的進(jìn)行 C語言程序調(diào)試,為使用 C語言進(jìn)行單片機(jī)編程提供了便利條件。因此,利用 C 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為單片機(jī)開發(fā)、應(yīng)用的必然趨勢。 綜合以上對兩種編程語言特點(diǎn)的比較,并考慮到 單片機(jī)之 間采用串行數(shù)據(jù)傳送,采用 C語言編寫的話又可以簡化許多使用匯編語言時(shí)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算的不便。再加上本人對 C語言程序更加熟悉一點(diǎn),所以最終決定使用 C語言為本次設(shè)計(jì)的編程語言。 主要部分程序流程圖 見附錄 實(shí)現(xiàn)重要功能的程序的分析 實(shí)現(xiàn)溫度讀取功能 uint Read_Temperature(void) 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 24 { uint c。 reset()。 tu=0。 if(r) { write(0xCC)。 write(0xBE)。 c=read()。 reset()。 write(0xCC)。 write(0x44)。 if(c0x1000){c=c+1。tu=1。} c=4。 return c。 } else{return r。 } } 實(shí)現(xiàn)根據(jù)溫度轉(zhuǎn)化聲速 int C_speed(void) { uchar y。 y=Read_Temperature()。 if(r){ { T_C=y。 if(tu==0)speed=332+T_C*。 else speed=332T_C*。 } }else speed=。 return speed。 } 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 實(shí)現(xiàn)距離計(jì)算 float Dis_count() { float cm。 cm=TH1*256+TL1。 cm=7610。 cm*=speed。 cm/=20200。 return cm。 } 主函數(shù)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容 void main(void) { uchar w。 Read_Temperature()。 for(w=11。w255。w) { LED_Data=LED0[w]。 led_1H=0。led_2H=0。led_3H=0。 time(400)。 bell=0。 LED_Data=0xff。 time(20)。 bell=1。 OFF=0xff。 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 26 } key()。 T_show: EA=0。 TR1=0。 do{ LED_T_C(Read_Temperature())。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 show(25)。 key()。 }while(show_temperature==1)。 測距部分開始 TMOD=0X11。 EA=1。 IT1=1。 w=0。 while(1) { TT1()。 TR1=1。 Send_40K()。 time_11uS(6)。 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 ET1=1。 EX0=1。 do{ led_display()。} while(flag==0amp。amp。TO==0)。 if(flag==1) { if(w27){C_speed()。w=0。} w++。 dis=Dis_count()。 flag=0。 if(dis=8||dis=996){temp[0]=0xF7。temp[1]=0xF7。temp[2]=0xF7。} else{ bell=0。 LED_temp(dis)。 bell=1。 show(10)。 } } TO=0。 show(10)。 key()。 if(show_temperature==1)goto T_show。 } } 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 28 6 仿真 單片機(jī)超聲波測距儀的仿真,由于仿真軟件里沒有超聲波頭的仿真模型,造成單片機(jī)超聲波測距仿真無法進(jìn)行,要對超聲波測距進(jìn)行仿真,只能分步進(jìn)行,即將接收電路的仿真與單片機(jī)系統(tǒng)的仿真分開進(jìn)行,對超聲波測距儀進(jìn)行軟件仿真成功后,再調(diào)試超聲波測距儀硬件。 一、超聲波測距儀接收電路仿真 本接收電路是單片機(jī)超聲波測距儀中最簡單的電路,電路由三極管 分離元件構(gòu)成,整個(gè)電路元件少、制作容易、調(diào)試簡單, 成功率非常高 。 仿真截圖 如圖 61: 圖 61 超聲波測距儀接收電路仿真 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 二、超聲波測距儀軟件系統(tǒng)仿真 ,如圖 62: 圖 62 超聲波測距儀軟件系統(tǒng)仿真 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 30 三、仿真時(shí)示波器的示意圖 ,如圖 63: 圖 63 仿真 時(shí)示波器示意圖 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 7 結(jié)論 本文主要講述了倒車?yán)走_(dá),即超聲波測距儀的原理和設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測距儀能夠產(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)利用超聲波方法測量物體間的距離,并以數(shù)字的形式顯示測量距離,在距離小于 50cm 時(shí)發(fā)出報(bào)警。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接收,根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。超聲波測距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。單片機(jī)采用 AT89S51,采用 12MHz 高精度的晶振,以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率,減小測量誤差。單片機(jī)控制超聲波發(fā)射與接收模塊進(jìn)行信號的發(fā)射與接收。顯示電路采用 LED 數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示。 超聲波測距儀還可以做如下改進(jìn): 系統(tǒng)的動態(tài)性能不高,被測物體表面移動速度很小時(shí),可以實(shí)現(xiàn)跟蹤測量;移動速度過大,波動較大時(shí),誤差變大??梢匝芯扛鼮楹侠淼牟▽?dǎo)管和輔助測量手段。 提高超聲波發(fā)射探頭的固有頻率。如果超聲波的固有頻率為 40kHz, 并假設(shè)接收信號觸發(fā)閥值建立時(shí)間滯后兩個(gè)周期,如果將超聲波的固有頻率提高至 200kHz,則測試誤差將縮小 5倍。 增加抗干擾措施。由于超聲波測距儀測量的距離比較小,故采用 TCT4016T/R 超聲波傳感器作為發(fā)射和接收裝置,雖然也存在一定得自身干擾,但是比發(fā)射與接收采用一只壓電陶瓷超聲波傳感器自身干擾要小些。另外加上環(huán)境溫度、氣流等的影響,使超聲波測距系統(tǒng)受到干擾尤為嚴(yán)重。系統(tǒng)抗干擾措施必須從硬件和軟件兩個(gè)方面著手。 為了抑制外部干擾,接收裝置可以采用過零檢測裝置,保證接收到得超聲波為物體反射回來的超聲波,從而有效地抑制超聲波發(fā)射電路的輻射干擾。但要注意接收電路中的諧振回路帶寬不能 太窄,以免降低了電路的穩(wěn)定性。電路元件要選用低噪聲器件,采取合理的電路布局,良好的印刷板走線,并注意進(jìn)行屏蔽。 軟件方面采用數(shù)字信號處理技術(shù),利用算法平均值濾波和相關(guān)濾波以抑制帶寬的隨機(jī)噪聲,以及在測量時(shí)間內(nèi)近似呈現(xiàn)周期性的干擾并進(jìn)行補(bǔ)償。通過這些處理,可以有效的減少干擾。 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 32 參考文獻(xiàn) [1]李華 .MCU51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1993. 6:8793 [2]陳光東 .單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) (第二版 )[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社, : 2125 [3]徐英慧 ,等 . 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