【正文】 還有教過我的所有老師們，你們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟 迪。 1990年 1月 【 8】 康華光，電子技術(shù)基礎，北京：高等教育出版社， 1983年 10月 【 9】 潘新民，微型計算機控制技術(shù)，北京：人民郵電技術(shù)出版社， 1988年 3月 【 10】 趙依軍，單片機微型接口技術(shù)。盡管 在設計的這個課題上有一定的成功案例可以去參考去借鑒，并且這些案例很成功也很 出色，但是我仍然希望通過自己的努力 來 完成 這個 設計并希望有所突破。由于發(fā)射功率不大，當距離超聲波 1m 時，接收到的信號極其微弱，雜波成分很大。 測量距離與信號強度的關(guān)系 將超聲波接收器的信號引入示波器，測得接收到信號的強弱與障礙物距超聲波發(fā)射接收器的距離成反比。盲區(qū)信號可以采用軟件延時開中斷的方法，在發(fā)射后延時一段時間，避開串擾信號后再開中斷。但對連續(xù)測距來說，要 設置兩次測距間的時間間隔，等前一次發(fā)射的超聲波基本衰減消失后，再啟動下一次測距。 (2)按鍵查詢式的流程圖見下圖 十七 : 23 圖 十七 按鍵查詢式的流程圖 按鍵的四個鍵分別接 ,由于 P1口具有上拉電阻，所以不再需要加上拉電阻進行電壓的放大。 液晶顯示模塊 LCD1602 模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面數(shù)字顯示，以及各控制效果的顯示。此時 INT0 中斷關(guān)斷，總中斷關(guān)斷。外部中斷 0處理子程序的 主要工作過程是： (1)總中斷關(guān) EA。 2. T0 是用于波特率發(fā)生器，禁止中斷。由此 10*1 /40, 000=250us 即需要 250us 的一個脈沖， 250us 的脈沖是利用延時程序得到，延時脈沖控制振蕩電路，振蕩電路振蕩 10個 25us(40KHz)的脈沖串經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動超聲波器。 軟件程序模塊化設計 初始化模塊 模塊對定時器 T0 做初始化， T0 工作方式 1, 16 位定時。 圖 十二 蜂鳴器電路圖 18 圖十三 實物電路圖 圖十四 硬件實物圖 19 第四章 軟件設計 軟件設計總體框圖 超聲波測距系統(tǒng)軟件部分各模塊關(guān)系如圖 十五 ，模塊中單片機是主體，各模塊關(guān)系平行，在程序執(zhí)行中，順序執(zhí)行。當距離小于十五厘米時單片機控制蜂鳴器發(fā)出警報。電容越大，靈敏度越高。如圖 十 所示： 16 圖 十 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收電路 放大電路目的 :微弱信號放大。電路中的電容一般取 30 左右，而晶體振蕩器的頻率范圍通常是 到 12 ，電路中采用 12 ，晶體振蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高。 圖 八 按鍵電平復位電路 時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復 15 雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格的按時序進行工作。適用于應用現(xiàn)場干擾大、電壓波動大的工作環(huán)境，并且，當系統(tǒng)有多 個復位端時，能保證可靠的同步復位。 單片機的復位都是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機便實現(xiàn)初始化狀態(tài)復位。因為串行口輸出是 RS232 信號，邏輯 “1” 用 3V～ 25V 信號表示，邏輯 “0” 用 +3V～ +25V 信號表示，不是 TTL 信號，與單片機信號不同，因此二者進行通信必須進行電平轉(zhuǎn)換，一般選用 MAX232 芯片來實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。 單片機最小系統(tǒng) 本設計中的單片機型號為 STC89C51，采用了頻率為 12MHz 的晶振與兩個電容組成的晶振電路，為單片機提供工作時序。 2．超聲波發(fā)射電路作用是將振蕩電路振蕩出 40KHz 的脈沖信號，信號幅值是 18V(可調(diào)節(jié) )，脈沖信號將驅(qū)動超聲波發(fā)射傳感器，發(fā)射超聲波。 (2) 延時程序延時一個 40KHz 的脈沖 。完成這種功 10 能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱為超聲波換能器，或者超聲 波探頭。而紅外觸發(fā)方案誤差一般較高，易受電流波動影響；不可進行較遠（超過 50 厘米）距離測量。超聲波傳感器是一種采用壓電效應的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。 超聲波測距 方案設計與論證 超聲波測距 方 案的論證 超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算出傳播 距離。 設計一超聲波測距儀，要求： (1).設計出超聲波測距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路。 表 一 超聲波波速與溫度的關(guān)系表 超聲波測距 工作過程 啟動超聲波測距電路時，工作過程如下； 1. 由單片機發(fā)出 40KHz 的脈沖串，每 10 個脈沖為一串； 2．脈沖串通過超聲波發(fā)射電路驅(qū)動超聲波發(fā)射換能器發(fā)出超聲波； 3．單片機在發(fā)送脈沖的時刻開始計時； 4．超聲波遇到障礙物后的回波被超聲波接收換能器接收，其輸出的正弦波 8 經(jīng) 過兩級放大； 5．再經(jīng)過電壓比較器，下降沿中斷信號中斷單片機的計時； 6．讀 TH0 時間值； 7．時間 *速度 ，計算出距離數(shù)據(jù)； 8．在 LCD 上顯示距離。將式 (4)帶入式 (3)可得： (5) 當被測距離 H遠遠大于 M 時，式 (5)變?yōu)椋? (6) 這就是所謂的時間差測距法。因此，設計好的超聲波測距儀就