基于at89s52單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-18 15:29本頁(yè)面
【正文】 MOV A,R4 ADD A,R3 MOV R4，A MOV A,R5 ADDC A,R3 MOV R5，A MOV A,R6 ADDC A,00H MOV R6，A MOV A,R7 ADDC A,00H MOV R7，AMULLOOP2:DJNZ 46H,MULLOOP1 RETDIV4BY2: MOV 46H,20H ；四字節(jié)/兩字節(jié)無符號(hào)數(shù)除法程序 MOV R0，00H MOV R1，00HDIVLOOP1:MOV A,R4 RLC A MOV R4，A MOV A,R5 RLC A結(jié)論與謝辭由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒有做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(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AT89C51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位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，段碼用74LS244驅(qū)動(dòng)，位碼用PNP三極管8550驅(qū)動(dòng)。超聲波發(fā)射電路主要由反相器74LS04和超聲波發(fā)射換能器T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。上位電阻R1O、R11一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。超聲波測(cè)距儀的軟件設(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。我們知道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且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)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。主超聲波測(cè)距儀主程序利用外中斷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)入中斷程序。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T0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T0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2以表示此次測(cè)距不成功。前方測(cè)距電路的輸出端接單片機(jī)INT0端口，中斷優(yōu)先級(jí)最高，左、右測(cè)距電路的輸出通過與門IC3A的輸出接單片機(jī)INT1端口，中斷源的識(shí)別由程序查詢來處理，中斷優(yōu)先級(jí)為先右后左。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(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，就被超聲波接收器R所接收到。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)生器與反射物體的距離。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在INT0或INT1端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。在此我衷心的感謝李老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)給予我諸多的教導(dǎo)，從課題的選擇到論文的初稿，在到定稿，無不凝聚這老師的汗水，李老師一絲不茍的精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng)，沒有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向李瑞東老師表示深深的感謝和崇高的敬意。最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長(zhǎng)路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)[1] . 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,4 [2] ,2004 [3] 譚洪濤,2004[4] 蘇煒,龔壁建,傳感器技術(shù),2004[5] 杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)校，2009[6] 王安敏, 單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng),儀表技術(shù)與傳感器[7] 張珩， 超聲波測(cè)距倒車防撞報(bào)警系統(tǒng),現(xiàn)代電子技術(shù)[8] ，電子科技[9] ，清華大學(xué)出版社附錄1 元器件清單元件名稱型號(hào)數(shù)量用途元件名稱型號(hào)數(shù)量用途單片機(jī)AT89S521個(gè)控制核心集成塊74LS041塊發(fā)射電路晶振12MHz1個(gè)晶振電路集成塊74LS2451塊驅(qū)動(dòng)電容22pF2個(gè)晶振電路電阻102個(gè)接收電路電解電容10uF1個(gè)復(fù)位電路超聲波接收1對(duì)發(fā)射電路與發(fā)射頭接收電路電阻1k1個(gè)復(fù)位電路電阻1k6個(gè)上位電阻七段LED顯示1個(gè)顯示電路電源+5V/1個(gè)提供+5V電阻220k1個(gè)接收電路電容1uF1個(gè)接收電路電阻10k2個(gè)接收電路電容1個(gè)接收電路電容330pF1個(gè)接收電路紅外線CX20106A1個(gè)接收電路接收芯片電容1個(gè)接收電路排阻1個(gè)上拉電阻集成塊74LS07
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