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基于at89s51單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub.com

2025-06-23 13:19 本頁(yè)面
   

【正文】 //測(cè)量2次/秒}void offmsd() //百位為數(shù)0判斷模塊{ if (buffer[2]==0x81) //如果值為零時(shí)百位不顯示 buffer[2] = 0xff。}else{bjh=1。csbint=1。}TR1=0。i=yzsj。delay(1700)。TH1=0x00。kk=xm0*100+xm1*10+xm2。if (!k12amp。if (xm29)xm2=0。while(!c){k11=k1。k22=k21。scanLED()。k21) {xm1++。c=0。k11) c=1。else buffer[2]=convert[xm0]。if (!k22amp。k12=k11。scanLED()。mq=ss。jpzcx()。}35c=0。sec=0。if (b==1){ sx=0。k11) {b=1。 //秒計(jì)時(shí) if (sec=3) { sec=0。 if (ec3) { ec=0。 }void time () //計(jì)時(shí)處理模塊{sec20++。TH0=0xD8。buffer[1]=convert[xm1]。}else{xm0=jsz/100。buffer[2]=0x93。LED3=1。delay(50)。P2=buffer[1]。LED1=0。}31else {sx=0。 //調(diào)用轉(zhuǎn)換段碼功能模塊offmsd()。 //測(cè)量次數(shù)while(1){if (ec==1){ ec=0。bjh=1。 //盲區(qū)設(shè)定k12=1。cls=5。 temp1=15。 //設(shè)定時(shí)值為20220us(20ms)TR0=1。 //開中斷 TMOD=0x11。void csbsc()。void bgcl()。 //顯示轉(zhuǎn)換函數(shù)29void time()。sbit zj2=kw^2。sbit d=ke^6。sbit k22=ke^2。 //數(shù)碼管位驅(qū)動(dòng)sbit LED2 = P3^2。//0~9段碼uint zzz,dz,zzbl,i,jsz,yzsj,kk,s,ss。24附錄一:基于 AT89S51 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)電原理圖 25附錄二 基于 AT89S51 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng) PCB 圖26附錄三 基于 AT89S51 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)焊接組裝圖27附錄四 基于 AT89S51 單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng) C 語(yǔ)言原程序////////////////////////////////////////////////////////////// AT89S51超聲波測(cè)距系統(tǒng) //// 賈 源 //// 2022年4月 //// :1211716 //// //// //// 晶振:12M //// 系統(tǒng)盲區(qū)值:40厘米 //// 測(cè)量上限:699厘米 //////////////////////////////////////////////////////////////include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine k1 P3_7 //k1功能鍵define k2 P3_6 //k2數(shù)值調(diào)整鍵define bjh P3_1 //定值輸出define sx P0_2 //報(bào)警值輸出(聲音)define csbout P2_7 //超聲波發(fā)送define csbint P3_5 //超聲波接收28uchar ec,cls。老師指導(dǎo)了我的設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、思路、同時(shí)提供了一些專業(yè)知識(shí)的幫助,從電路的設(shè)計(jì)到調(diào)試整個(gè)過程中,我都從老師那里學(xué)會(huì)了很多專業(yè)方面的知識(shí)。這種方式,加大的超聲波了送頭的余振時(shí)間,造成超聲波測(cè)距盲區(qū)值較大(本系統(tǒng)盲區(qū)值為 40 厘米) 。本測(cè)距板 1s 測(cè)量 45 次,超聲波發(fā)送功率較大時(shí),測(cè)量距離遠(yuǎn),則相應(yīng)的下限值(盲區(qū))應(yīng)設(shè)置為高值。產(chǎn)生的超聲波個(gè)數(shù)為UCSBFS SEGMENT CODERSEG UCSBFSPUBLIC CSBFSCSBFS:mov R6,8h 。csbint=1。}19TR1=0。i=yzsj。delay(1700)。TH1=0x00。由于采用單片機(jī)采用的是1812 MHz 的晶振,計(jì)時(shí)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是 1μs,當(dāng)超聲波測(cè)距子程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后,將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)(即超聲波來回所用的時(shí)間)按式(2)計(jì)算,即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。測(cè)距間隔中,整個(gè)程序主要進(jìn)行循環(huán)顯示測(cè)量結(jié)果。超聲波測(cè)距的程序既有較復(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)言編程。方式一:報(bào)警信號(hào)由單片機(jī) 端口輸出,繼電器輸出,可驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載,電路由電阻 R三極管 BG繼電器 JDQ 組成,當(dāng)測(cè)量值低于事先設(shè)定的報(bào)警值時(shí),繼電器吸合,測(cè)量值高于設(shè)定的報(bào)警值時(shí),繼電器斷開。數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示,段碼輸出端口為單片機(jī)的 P2 口,位碼輸出端口分別為單片機(jī)的、 口,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用 PNP 三極管 S9012 三極管驅(qū)動(dòng)。放大的信號(hào)通過檢波電路得到解調(diào)后的信號(hào),即把多個(gè)脈沖波解調(diào)成多個(gè)大脈沖波。14圖 35:超聲波測(cè)距接收單元由于反射回來的超聲波信號(hào)非常微弱,所以接收電路需要將其進(jìn)行放大。s,所以只能產(chǎn)生半周期為 12181。方波的周期為1/40ms,即 25181。40kHz 的方波由 AT89S51 單片機(jī)的 輸出,經(jīng) BG1 推動(dòng)超聲波脈沖變壓器,在脈沖變壓器次級(jí)形成 60VPP 的電壓,加載到超聲波發(fā)送頭上,驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。如圖 33。單片機(jī)將測(cè)得的時(shí)間與聲速相乘再除以 2 即可得到測(cè)量值,最后經(jīng) 3 位數(shù)碼管將測(cè)得的結(jié)果顯示出來。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), 端口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。10pF圖32 內(nèi)部振蕩電路 超聲波測(cè)距系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)由單片機(jī) AT89S51 控制,包括單片機(jī)系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成,如圖 31 所示。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的,所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求,但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。10F。外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容Cl、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。作輸入端時(shí),被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(IIL) 。對(duì)端口寫“1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口,作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL) 。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL) 。在F1ash編程時(shí),P0口接收指令字節(jié),而在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié),校驗(yàn)時(shí),要求外接上拉電阻。GND:地空閑方式停止CPU的工作,但允許RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作??撮T狗(WDT)及雙數(shù)據(jù)指針6個(gè)中斷源三級(jí)程序加密鎖4k字節(jié)在系統(tǒng)編程(ISP)Flash閃速存儲(chǔ)器 AT89S51 單片機(jī)AT89S51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī),片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技超聲波接收模塊超聲波發(fā)射模塊單片機(jī)控制系統(tǒng)(AT89S51)顯示模塊鍵盤模塊供電單元9術(shù)生產(chǎn),兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。圖 31:系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖硬件電路的設(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、報(bào)警輸出電路、供電電路等幾部分。開始測(cè)量超聲波信號(hào)開定時(shí)器關(guān)定時(shí)器數(shù)據(jù)運(yùn)算顯示器接收檢測(cè) 電聲換能器電聲換能器驅(qū)動(dòng)電路圖 23 超聲波測(cè)距系統(tǒng)框圖8第 3 章 設(shè)計(jì)方案按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能的要求,初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個(gè)模塊組成。若外部施加的極性變反,如圖 c 所示那樣,壓電陶瓷在厚度方向上伸長(zhǎng),在長(zhǎng)度方向上縮短。 壓電式超聲波發(fā)生器原理壓電型超聲波傳感器的工作原理:它是利用壓電效應(yīng)的原理,壓電效應(yīng)有逆效應(yīng)和順效應(yīng),超聲波傳感器是可逆元件,超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應(yīng)的原理。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等。再由單機(jī)計(jì)算出距離,送 LED 數(shù) 碼管顯示測(cè)量結(jié)果。本測(cè)距系統(tǒng)采用超聲波渡越時(shí)間檢測(cè)法。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制,并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。對(duì)于被測(cè)物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。5第 2 章 超聲波測(cè)距原理概述超聲波是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的,可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播。本系統(tǒng)利用單片機(jī)控制超聲波的發(fā)射和對(duì)超聲波自發(fā)射至接收往返時(shí)間的計(jì)時(shí)。 課題主要內(nèi)容通過上節(jié)介紹我們知道,以單片機(jī)為核心的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、方便,而且測(cè)精度能達(dá)到工業(yè)要求。圖 11 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距
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