超聲波測(cè)距儀-職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論-資料下載頁(yè)
2025-06-07 08:41本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物面的距離 s，即： s=340t/2。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V 與溫度有關(guān)。在使用時(shí)，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認(rèn)為超聲波速度在傳播的過(guò)程中是基本不變的。如果對(duì)測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)測(cè)量結(jié)果加以數(shù)值校正。聲速確定后， 只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀 的基本原理。如圖 12所示： t 超聲波發(fā)射 障礙物 S H θ 超聲波接收 圖 12 超聲波的測(cè)距原理 ?cosSH ? （ 31） )( HLarctg?? （ 32） 式中 :L兩探頭之間中心距離的一半 . 又知道超聲波傳播的距離為 : vtS?2 18 ( 33) 式中 :v— 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度 。 t— 超聲波從發(fā)射到接收所需要的時(shí)間 . 將（ 3— 2）、（ 3— 3）代入（ 31）中得： ]c o s [21 HLa rc tgvtH ? ( 34) 其中 ,超聲波的傳播速度 v 在一定的溫度下是一個(gè)常數(shù) (例如在溫度 T=30 度時(shí) ,V=349m/s)。當(dāng)需要測(cè)量的距離 H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L時(shí) ,則 (3— 4)變?yōu)?: vtH 21? ( 35) 所以 ,只要需要測(cè)量出超聲波傳播的時(shí)間 t,就可以得出測(cè)量的距離 H. 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。 因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2個(gè) 振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個(gè)振蕩周期為 1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為 1us。如圖 13所示為時(shí)鐘電路。 CCX12MHZXTAL1XTAL2 圖 13 時(shí)鐘電路圖 19 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后 , 在 RESET 端持續(xù)給出 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為 12MHz 時(shí)，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于 2us。本設(shè)計(jì)采用的是自 動(dòng)復(fù)位電路。如圖 14 示為復(fù)位電路。 圖 14 復(fù)位電路圖 聲音報(bào)警電路 的設(shè)計(jì) 如下圖所示，用一個(gè) Speaker 和三極管、電阻接到單片機(jī)的 P13引腳上，構(gòu)成聲音報(bào)警電路，如圖 15示為聲音報(bào)警電路。 B1蜂鳴器Q58550VCCGND+R132KP23 圖 15 聲音報(bào)警電路圖 20 顯示模塊 顯示模塊采用 數(shù)碼管 顯示接口電路如圖 16 E1D2DP3C4G54H62H9F10A111H12B73H8DS1ABCDE FGDP 1H2H3H4HQ18550Q38550Q48550Q28550VCC1H3H2H4HR4 1KR5 1KR7 1KR6 1KP34P35 P36P37 圖 16 數(shù)碼管電路 21 主程序工作流程圖 按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知 系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖 17 所示 ； 圖 17 主程序工作流程圖 系統(tǒng)初始化 報(bào)警結(jié)束 測(cè)得距離與設(shè)定值比較，小于 距離比較， 報(bào)警是否持續(xù) 開(kāi)始 啟動(dòng)報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警 再次檢測(cè) 等待下次報(bào)警 結(jié)束 Y N N Y Y N 22 超聲波探測(cè)程序流程圖： 圖 19 超聲波探 測(cè)程序流程圖 23 總結(jié) 本設(shè)計(jì)研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的 超聲波 智能 測(cè)距報(bào)警系統(tǒng) 。該 系統(tǒng) 通過(guò)以 STC89C52 單片機(jī)為工作處理器核心， 超聲波 傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式超聲波 探測(cè)器件，能夠以非接觸測(cè)出 前方物體距離 ，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出 .該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶(hù)能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低 。 隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。 24 參考文獻(xiàn) ： [編號(hào) ]作者 .書(shū)名 .版本 .出版地：出版者， 出版年 .頁(yè)碼 例： [1]劉少奇 .論共產(chǎn)黨員的修養(yǎng) .修訂 2版 .北京：人民出版社， ： [編號(hào) ]作者 .文章題目 .期刊名，出版年，期數(shù) .頁(yè)碼 例： [1]李四光 .地殼構(gòu)造與地殼運(yùn)動(dòng) .中國(guó)科學(xué)， 1973，
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