【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)的對(duì)前方物體距離測(cè)量。使用超生波傳感器。進(jìn)行分析和計(jì)算處理，最后將處理結(jié)果在LED數(shù)碼管上顯示。該系統(tǒng)主要分為主控制器模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和顯示模塊。等四個(gè)基本模塊構(gòu)成，用接收部分接收超聲波。本設(shè)計(jì)利用兩個(gè)中斷，在發(fā)射信號(hào)時(shí)，利用公式S=T×V／2,單。片機(jī)把處理的距離值S并且通過八段LED顯示出來。

　　

【正文】 定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號(hào)，利用外中斷 1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 128*64 液晶模塊。 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，單片機(jī) 端口輸出的 40kHz 的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，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 R R3 一方面可以提高反相器 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，縮短其自由震蕩時(shí)間。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體管的諧振來工作的。 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。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。 超聲波檢測(cè)接收電路主要是由集成電路 CX20216A 組成，它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 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)論文 38kHz 與測(cè)距的超聲波頻率 40kHz 較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。實(shí)驗(yàn)證明用 CX20216A 接收超聲波 (無信號(hào)時(shí)輸出高電平 )，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。適當(dāng)更改 電容 C16 的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。 超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。我們知道 C語言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語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)距儀的程序有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），所以控制程序可采用 C 語言編程。超聲波測(cè)距儀 主程序利用外中斷 1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 INT1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 1 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。 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 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。 在元件及調(diào)制方面，由于采用的電路使用了很多集成電路。外圍元件不是很多，所以調(diào)試不會(huì)太難。一般只要電路焊接無誤，稍加調(diào)試應(yīng)該會(huì)正常工作。電路中除集成電路外，對(duì)各電子元件也無特別要求。 根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容 C16 的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。 若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)論文 致 謝 首先，我要感謝我的導(dǎo)師譚甲凡老師在 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)也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)這期間所給予我的幫助。在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您們表示由衷的感激。同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。 接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短 3 個(gè)月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給予了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。同時(shí)，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身 邊的朋友，真是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛、相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相處幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。 最后我要深深地感謝我的家人，真是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的關(guān)懷、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長(zhǎng)道路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此無法一一列舉，在此也一并表示衷心地感謝！ 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) [1]胡平，超聲波測(cè)距儀的研制，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化， [2]時(shí)德剛，劉嘩。超聲波測(cè)距的研制，計(jì)算機(jī)測(cè)量與控 制， [3]華兵。 MCS51 單片機(jī)原理應(yīng)用，武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社， 。 125144 頁。 [4]李華。 MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)，北京：北京航天大學(xué)出版社， 。 376380 頁。 [5]郁有文。傳感器原理及工程應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021。 [6]中國(guó)電子學(xué)會(huì)敏感技術(shù)分會(huì) ,北京電子學(xué)會(huì) .2021/2021 傳感器與執(zhí)行器大全 (年 卷 ) [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021。 [7]劉和平等。 PIC16F87X 單片機(jī)實(shí)用技術(shù)與接口 技術(shù) — C 語言及其應(yīng)用 [M]。北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ,。 [8]陳新建。 PIC 系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與開發(fā)應(yīng)用 [M]。北京：北京航空航天大學(xué)出版 社 ,。 [9]張明峰。 PIC 單片機(jī)入門與實(shí)戰(zhàn) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 , [10]Myke Predko 著 。胡光華譯。 PIC 微控制器基礎(chǔ)與實(shí)踐 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3DS18B20VCCRST1DAC2PWM+3PWM4P145P136P167GND8P159P0310P0211P0112P0013VCC14BUSY15VDD16U1 WT588D12J1SPEAKERGND1OUT2INPUT3OUT14U2 KIA1117VCCVCC12U5A12U5B12U5C12U5D74HC041KR21KR3VCCVCC12U5E74HC0412U5F74HC0422pFC1322pFC1410KR16S5 SYS RESETVCC11223344556677889910101111121213131414151516161717181819192020J2 12864VCCVCCPC3PC1PC2PCOPC0PC1PC2PC3P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115WR/P3616RD/P3717X218X119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PRDG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039U4 AT89S5212Y1 12MHZ10uFC1222pFC1022pFC1110KR7S5 SYS RESETVCC1TXD2RXD345U7APC2401TXD2RXD345U6APC240VCCVCCC16 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)論文 附錄二 程序清單 //*包含頭文件 *// include include include include define NOP _nop_()。_nop_()。_nop_() define uchar unsigned char define uint unsigned int define ufloat unsigned float define ulong unsigned long //*常量定義 *// define circle 0xf2//循環(huán)播放 define stop_play 0xfe//停止播放 define vo_0 0xe0//音量 1 define vo_1 0xe1//音量 2 define vo_2 0xe2//音量 3 define vo_3 0xe3//音量 4 define vo_4 0xe4//音量 5 define vo_5 0xe5//音量 6 define vo_6 0xe6//音量 7 defin