【正文】 離=344cm

超聲波測(cè)距模擬反射延遲20毫秒的LED顯示









本頁完第 30 頁 共 40 頁 超聲波在空氣中傳播的速度大約為344m/s
發(fā)射10ms后收到超聲波發(fā)射信號(hào)
由芯片算出距離=516cm


超聲波測(cè)距模擬反射延遲30毫秒的LED顯示








本頁完第 31 頁 共 40 頁 5 結(jié)論 本設(shè)計(jì)介紹了一種基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)。給出了硬件和
軟件的設(shè)計(jì)方案。
由于時(shí)間和其它客觀上的原因此次設(shè)計(jì)沒有成功做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)的基
礎(chǔ)知識(shí)有一個(gè)很好的了解。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
傳播的距離。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)及顯示電路路、超聲波發(fā)射
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12KHZ高精度的
晶振以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率或減小測(cè)量誤差。
10us的使能信號(hào)利用外中斷0口檢測(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。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)?jiǎng)t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。
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有測(cè)量精度高、速度快、控制簡(jiǎn)單方便等優(yōu)
點(diǎn)。但由于經(jīng)驗(yàn)不足電路硬件、軟件部分都有不夠完善的地方在今后的學(xué)習(xí)中
會(huì)進(jìn)一步改善?？傮w來說在這次設(shè)計(jì)過程中我學(xué)到了很多知識(shí)了解了超聲波測(cè)
距的原理也掌握了單片機(jī)的開發(fā)過程和利用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路的方法。這些對(duì)我今
后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助。 本頁完第 32 頁 共 40 頁 附錄A 超聲波測(cè)距模擬電路圖









本頁完第 33 頁 共 40 頁 附錄B 程序清單 主單片機(jī)程序
include
define uchar unsigned char
define ulong unsigned long
define uint unsigned int

sbit out=P3^7。 //發(fā)射
sbit in=P3^2。 //接收
sbit on=P1^1。 //啟動(dòng)
sbit off=P1^0。 //停止

//數(shù)碼管位選
sbit led1=P2^0。
sbit led2=P2^1。
sbit led3=P2^2。
//共陽數(shù)碼管字庫
uchar code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}。
uchar bwei,shwei,gwei。
bit again, //接收標(biāo)志
onoff。 //開關(guān)標(biāo)志

void delays (void) { } // 延時(shí)程序

void delay1ms(uchar i) // 1ms延時(shí)程序12mhz
{
uint x。
for(。i0。i) 本頁完第 34 頁 共 40 頁 for(x=124。x0。x)。
}

void display(void) //數(shù)碼管顯示子程序
{
P0=tab[bwei]。 //顯示百位
led1=0。
delay1ms(2)。
led1=1。

P0=tab[shwei]。 //顯示十位
led2=0。
delay1ms(2)。
led2=1。

P0=tab[gwei]。 //顯示個(gè)位
led3=0。
delay1ms(2)。
led3=1。
}

void main(void)
{
TMOD=0x01。 //t0計(jì)數(shù)方式1
TH0=0。 //計(jì)數(shù)初值
TL0=0。 //計(jì)數(shù)初值
IT0=1。 //int0負(fù)脈沖觸發(fā)
EA=1。 //開總中斷
EX0=1。 //開外部int0中斷 本頁完第 35 頁 共 40 頁 again=1。
while(1)
{

uchar x。
if(on==0) //啟動(dòng)鍵處理
{
delay1ms(5)。 //按鍵消抖
if(on==0)
{
onoff=1。 //啟動(dòng)
while(on)。 //等待按鍵釋放
}

}
if(off==0) //停止鍵處理
{
delay1ms(5)。 //按鍵消抖
if(off==0)
{
onoff=0。 //停止
while(off)。 //等待按鍵釋放
}
}
if(onoff)
{
out=0。 //產(chǎn)生方波,輸出低電平 模擬發(fā)射
delays()。//延時(shí) 產(chǎn)生幾個(gè)微秒的低電平,讓模擬反射的單片機(jī)能正確接收信
號(hào)
out=1。 //恢復(fù)高電平,停止模擬發(fā)射
TH0=0。 本頁完第 36 頁 共 40 頁 TL0=0。
again=0。 //
TR0=1。 //t0開始計(jì)數(shù)
for(x=0。x20。x++)
display()。 //數(shù)碼管顯示
if(again==0)
{bwei=shwei=gwei=0。}
}
else
{
bwei=shwei=gwei=10。
}
}

}
void int0(void) interrupt 0 using 1 //into中斷服務(wù)程序
{
float count。
ulong num。
TR0=0 。 //停止計(jì)數(shù)
count=(TH0*256+TL0)/2。
num= (count/10000)*344。//計(jì)算超聲波來回距離
// num= num/2。 //總距離除2等于實(shí)際距離
bwei=num/100。 //輸出百位
shwei=num%100/10。 //輸出十位
gwei=num%10。 //輸出個(gè)位
again=1。 //接收正確again=1
}

模擬放射的單片機(jī)程序 本頁完第 37 頁 共 40 頁
include
include
define uchar unsigned char
define uint unsigned int


sbit out=P1^1。 //發(fā)射



void inittimer(void) //
{

TMOD=0x1。
TH0=0xff。
TL0=0xff。
}

void main(void)
{
IT0=1。
EX0=1。
inittimer()。
// tr0=1。
ET0=1。
EA=1。
while(1)
{
本頁完第 38 頁 共 40 頁 }
}

void timer0(void) interrupt 1 //定時(shí)器0,延時(shí)
{
TR0=0。
out=0。
_nop_()。
_nop_()。
out=1。
IT0=1。
EX0=1。
}


void int0(void) interrupt 0 //外部中斷0,接收
{
IT0=0。
EX0=0。
switch (P2)
{
case 0xfe: {TH0=0xd8。TL0=0xf0。} //a開關(guān)10ms
break。
case 0xfd: {TH0=0xb1。TL0=0xe0。} //b開關(guān)20ms
break。
case 0xfb: {TH0=0x8a。TL0=0xd0。} //c開關(guān)30ms
break。
}
TR0=1。
} 本頁完第 39 頁 共 40 頁 參 考 文 獻(xiàn) [1] 胡萍2003: 15~16
[2] 時(shí)德剛?jiǎng)溪暡y(cè)距的研究計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制[J]200210(7) : 52~55
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[4] 北京航空航天大學(xué)出版社1993.
102
[5] (第二版).武漢華中理工大學(xué)出版
社1999. 188
[6] 徐淑華程退安哈爾濱工業(yè)大學(xué)出
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[7] 人民郵電出版社1993. 102
[8] 中國(guó)科技大學(xué)出版社1993. 142
[9] 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社2002. 156
[10] 樊昌元丁義元. 
[11] 趙海鳴卜英勇[J.]湖南科技大
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[12] 葛恒清張靖加強(qiáng)單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的方法[J]通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)
2004
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[13] 恒清2004, 17(3):
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[14] 洪志剛杜維玲等. 超聲波外測(cè)液位檢測(cè)方法研究[J]. 電子測(cè)量與儀器學(xué)
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[16] 武漢華中科技大學(xué)出版社2002 . 205
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[18] rtori SZHANG G X. Geometric Error Measurement and Compensation of
Machines. Annals of the CIRP. 2001,233:57
本頁完第 40 頁 共 40 頁 致 謝 感謝我的導(dǎo)師郝利董老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求同時(shí)
也要感謝同班的一些同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)這期間所給予我的幫助。作為一個(gè)本科生的畢
業(yè)設(shè)計(jì)由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏在設(shè)計(jì)過程中難免遇到許多考慮不周的地方如果沒有
導(dǎo)師的督促指導(dǎo)以及同學(xué)們的幫助像要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是很困難的。
本設(shè)計(jì)從選題的確定、論文的寫作、修改到最后定稿都得到了我的指導(dǎo)老師董
老師的悉心指導(dǎo)。特別是他每周都會(huì)詢問我們得寫作進(jìn)度檢查我們們所查到的資
料并對(duì)這些資料進(jìn)行閱讀評(píng)價(jià)有不足的地方他都會(huì)不厭其煩的為我們指出來
并為我們指點(diǎn)迷津幫助我們開拓思路精心點(diǎn)撥熱忱鼓勵(lì)。他的嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)
度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神以及精益求精的工作作風(fēng)都深深的感染和激勵(lì)我。在此向董
老師致以誠摯的謝意和從高的敬意。
同時(shí)我還要感謝本班的一些同學(xué)在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給予我的幫助是
你們給我提出了很多寶貴的意見給了我不少幫助還有工作上的支持在此也真誠
的感謝你們正是在這樣的一個(gè)團(tuán)結(jié)互助的環(huán)境中在和他們的相互幫助的和啟發(fā)
中才有今天的小小收獲。 本頁完