【正文】 } } /********************************************************/ void zd0() interrupt 1 //T0 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出 ,超過測距范圍 { flag=1。(S600)) { LED=1。 } if ((S150)amp。 } } if (S=40) //報(bào) 警距離 { LED=0。h=80。h++) BEEP=1。 for(h=0。 } } if(S=80) { 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 unsigned f=0。h=150。h++) BEEP=1。 for(h=0。 //個(gè)位 } if(S=150) { unsigned g=0。 //百位 disbuff[1]=S%1000%100/10。 //“ ” disbuff[2]=10。 disbuff[0]=10。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 31 S/=58。 // S=(time*)/100。 TH0=0。 if(++posit=3) posit=0。} else {P1=discode[disbuff[posit]]。 /********************************************************/ void Display(void) //掃描數(shù)碼管 { if(posit==0) {P1=(discode[disbuff[posit]])amp。// 斷碼 unsigned char const positon[4]={ 0xdf,0xef,0xf7,0xFB}。 bit flag =0。 unsigned char posit=0。 unsigned int time=0。 sbit LED=P3^2。 include //初始化 include sbit RX=P0^1。模塊 TRIG 接 ， ECH0 接 。并在 LED數(shù)碼管 上顯示距離；如果距離大于 ，數(shù)碼管顯示“ ”；此外只在數(shù)碼管上顯示距離。有信號返回時(shí)，通過 I/O 口輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí) 間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，通過計(jì)算子程序把時(shí)間轉(zhuǎn)化為距離。 //當(dāng) RX為 1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。 //當(dāng) RX為零時(shí)等待 TR0=1。 TX=0。 TX=1。 定時(shí)中斷入口 返回 停止發(fā)射 超聲波發(fā)射完否？ 發(fā)射超聲波 定時(shí)器初始化 開啟定時(shí)器 開啟總中斷 RX=1 計(jì)數(shù) 關(guān)閉計(jì)數(shù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 timer++。 TL1=0x30。超聲波發(fā)射程序比較簡單，主要包括 T0 中斷服務(wù)程序和超聲波接收中斷服務(wù)程序 。 //計(jì)算 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 52 主程序流程圖 開始 初始化 等待 RX=0 計(jì)算距離 開中斷 啟動(dòng)定時(shí) RX=1 發(fā)射超聲波 關(guān)報(bào)警 響鈴并發(fā)光 發(fā)光 顯示距離 距離 =1m 距離 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 超聲波發(fā)送及接收程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 若干個(gè) 超聲波脈沖信號（頻率約40KHz 的方波），脈沖寬度為 12μs 左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。 //當(dāng) RX為 1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。 //當(dāng) RX為零時(shí)等待 TR0=1。 //開啟定時(shí)器 EA=1。 //允許 T0 中斷 ET1=1。 //2ms 定時(shí) TL1=0x30。 TL0=0。下 面是部分主程序 void main( void ) {TMOD=0x11。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算就可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的距離。要檢測返回信號必須在啟動(dòng)發(fā)射信 號后 毫秒才可以檢測，這樣就可以抑制輸出的干擾。程序首先完成初始化過程，然后是一個(gè)重復(fù)的控制發(fā)射信號的過程，即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都判斷在發(fā)射信號后延時(shí)等待的過程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來判斷程序的流程。 //十位 disbuff[2]=S%1000%10 %10。 //“ ” } else { disbuff[0]=S%1000/100。 //“ ” disbuff[1]=10。 //算出來是 cm if((S=400)||flag==1) //超出測量范圍顯示“ ” { flag=0。 //算出來是 cm S=time*。 TL0=0。 51 距離計(jì)算流程圖 讀取時(shí)間值 計(jì)算距離 結(jié)果輸出 開外部中斷 返回 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 其部分源程序如下： void Conut(void) { time=TH0*256+TL0。 讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。由于常溫下超聲波在空氣中的傳播 速度 約為 340m/s，所以由公式 （ 41） 知發(fā)射點(diǎn)距離障礙物之間的距離為： S=340t/2=170t (42) 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。測距時(shí) 有安裝在同一位置的超聲波發(fā)射器和接收器完成超聲波的發(fā)射與接收， 由 定時(shí)器計(jì)時(shí)。距離的計(jì)算公式為： S=Ct/2 （ 41） 其中， S 為被測物與 發(fā)射點(diǎn) 的距離， C 為聲速， t為聲波來回所用的時(shí)間。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 48 超聲波發(fā)射電路 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 超聲波測距的原理：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，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，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 間 未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片振動(dòng)，使 機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。 壓電式超聲波換能器是利用 壓電晶體的諧振來工作的。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。本系統(tǒng)將 40 KHz 方波信號分成兩路，分別由 74LS04經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。 74LS04 是一個(gè)高速 CMOS 六反相器，具有放大作用，具有對稱的傳輸延遲和轉(zhuǎn)換時(shí)間，而相對于 LSTTL 邏輯 IC，它的功耗減小 很多。 40KHz 的超聲波是利用 LC 震蕩電路振蕩產(chǎn)生的 。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無需驅(qū)動(dòng)電路，但缺點(diǎn)是靈活性低。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈活性好，但需要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流 為 100mA河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 以上的驅(qū)動(dòng)電路。 47 超聲波接收電路 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射電路包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射電路兩個(gè)部分，探頭（又稱超聲波換能器）選用壓電式，可采用軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。 接收的回波信號先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號調(diào)整到合適的幅值；再經(jīng)過帶通濾波器濾波得到有用信號，濾除干擾信號；最后由峰值檢波器和整形電路輸出到鎖相環(huán) 電 路，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。 ? 檢測器：將返回的超聲波的包絡(luò)解調(diào)回來。 ? 限度放大器：當(dāng)信號太強(qiáng)時(shí)為了防止放大器過載，限制高電平振幅，同時(shí)也可消除寄生調(diào)幅干擾。為了不使放大器的輸出信號過強(qiáng)而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動(dòng)電平限制電路，對前置放大器的增益進(jìn)行自動(dòng)限制。 集成芯片 CX20206A 內(nèi)部電路由前置放大器、自動(dòng)偏置電平控制電路、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和整形輸出電路組成。超聲波探頭必須采用與發(fā)射探頭對應(yīng)的型號，關(guān)鍵是頻率要一致，本設(shè)計(jì)采用與發(fā)射端同型號的壓電式超聲波傳感器，否則將因無法產(chǎn)生共振而影響接收效果，甚至無法接收。 RXD經(jīng)二極管接通接收器， TXD 接通發(fā)送器。此電路包括電阻 R發(fā)光二極管 D二極管 1N414按鈕 K USB 插口組成。當(dāng) 測量值高于設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，停止發(fā)出報(bào)警聲響。 報(bào)警信號由單片機(jī) 口輸出，提供聲 光 報(bào)警信號，電路由電阻 R R三極管 Q蜂鳴器 BUZ發(fā)光二極管 D1 組成，倒車?yán)走_(dá)的報(bào)警電路包括兩部分，一部分是發(fā)光電路部分，另一部分是響鈴電路部分。 這里三極管的作用是開關(guān)作用。 因?yàn)?P1 口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以與數(shù)碼管相連時(shí)要加上上拉電阻。電路由電阻 R R R R三極管 Q Q Q Q4 組成。 靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用電路硬件較多：動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU 時(shí)刻對顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。它用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流的點(diǎn)亮。而且軟件譯碼其譯碼邏輯 可 隨意編程設(shè)定，不受硬件 譯碼邏輯的限制。 另一種方法就是動(dòng)態(tài)掃描顯示。這樣單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送 到 接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的 CPU 時(shí)間少。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。二者原理不同但功能相同。 STC89C52RC 單片機(jī) 發(fā)出短暫的 40kHz 信號，經(jīng)放大后通過超聲波換能器輸出；反射后的超聲波經(jīng)超聲波換能器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對此信號鎖定，產(chǎn)生鎖定信號啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，讀出時(shí)間 t，再由系統(tǒng)軟件對其進(jìn)行計(jì)算、判別后，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果被送至 LED 數(shù)碼管進(jìn)行顯示 。 2） 、測距時(shí)，被測物體的面積不少于 平方米且平面盡量要求平整，否則影響測量的結(jié)果 。公式： us/58=厘米或者 us/148=英寸；或是：距離 =高電平時(shí)間 *聲速（ 340m/s） /2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。一旦檢測到有回波信號則輸出 回響信號 ， 回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。 基本工作原理： (1)采用 I/O 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號 ； (2)模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過 I/O 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲 波從發(fā)射到返回的時(shí)間。若接收到發(fā)送器發(fā)送的超聲河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 波，振子就以發(fā)送超聲波的頻率進(jìn)行振動(dòng)，于是，就產(chǎn)生與超聲波頻率相同的高頻電壓，當(dāng)然這種電壓是非常小的，必須采用放大器放大。超聲波以疏密波形式傳播，傳送給超聲波接收器。發(fā)送超聲波時(shí)，圓錐形振子有較強(qiáng)的方向性，因而能高效率 地發(fā)送超聲波；接收超聲波時(shí)，超聲波的振動(dòng)集中于振子的中心，所以 能產(chǎn)生高效率的高頻電壓。這兩處的支點(diǎn)就成為振子振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。在雙晶振子的兩面涂敷薄膜電極，其上面用引線通過金屬板 (振動(dòng)板 )接到一個(gè)電極端，下面用引線直接接到另一個(gè)電極端。若外部施加的極性 相反，壓電陶瓷在厚度方向上伸長，在長度方向上縮短。若在已極化的壓電陶瓷上施加 正 極性的電壓，外部正電荷與壓電陶瓷的極化正電荷相斥。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，利用壓電效應(yīng)的原理，壓電效應(yīng)有逆變效應(yīng)和順 變 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 變 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；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。傳感器依據(jù)聲波波長和發(fā)射及接 收 回波的時(shí)間差就能肯定傳感器探頭與物體之間的間隔。 XTAL2（ 18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。在 Flash 編程期間， 也接收 12 伏 VPP 電壓。注意方式 1 時(shí)， 將內(nèi)部鎖定位 RESET。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 /VPP（ 31 引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號。 （ 29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號（ ）是外