【正文】 在此我要向我的導(dǎo)師尹建平老師致以最衷心的感謝！在四年的大學學習期間，各位老師給予了我的學習、生活很熱情的關(guān)心和幫助，使我的水平得到了很大的提高，取得了長足的進步。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的各科知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的超聲波技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。利用單片機的運算和控制功能，利用超聲波的特性設(shè)計出的一種簡單的測距系統(tǒng)。南昌理工學院本科生畢業(yè)論文28五、 結(jié)論本設(shè)計是以 AT89C51 為核心，借助于模數(shù)電技術(shù)和單片機技術(shù)的結(jié)合，解決了超聲波測距的一些難題。主要包括整個程序的算法思想，采用模塊化設(shè)計，大量采用子程序設(shè)計的方法，大大縮短編程開發(fā)周期，方便程序閱讀以及程序查錯。 //轉(zhuǎn)換為 s 單程return cm。 //減去限制 10M 的初值+可調(diào)誤差值cm*=speed。cm=TH1*256+TL1。 //若 1820 不存在即無法讀取溫度，聲 速＝（取 25 度）return speed。 //溫度為正則+聲速else speed=332T_C*。 //采溫度 if(r){ //若溫度有變化則按溫度值取聲速{南昌理工學院本科生畢業(yè)論文27T_C=y。 } //返回 0XFF 表示未檢測到 18B20 芯片} 實現(xiàn)根據(jù)溫度轉(zhuǎn)化聲速 int C_speed(void) //根據(jù)溫度查算聲速值{ uchar y。 //去掉低四位即為整數(shù)溫度值，無需* return c。tu=1。 // 跳過多傳感器識別 skio rom write(0x44)。 //讀兩個字 reset()。 // 跳過多傳感器識別 skio rom write(0xBE)。 //復(fù)位 18b20 芯片tu=0。流程圖如圖 44所示：圖 44 定時器中斷子程序程序如下：TIME0: PUSH PSW ；中斷現(xiàn)場保護PUSH ACLR EX0CLR TR0MOV TL0，00HMOV TH0，00HSETB TR0SETB EX0LCALL PULSE ；調(diào)用發(fā)射脈沖子程序POP A南昌理工學院本科生畢業(yè)論文26POP PSWRETI 實現(xiàn)重要功能的程序分析 實現(xiàn)溫度讀取功能uint Read_Temperature(void) //讀取溫度,返回整數(shù)值{ uint c。子程序流程圖如圖 43 所示：南昌理工學院本科生畢業(yè)論文24圖 43 外部中斷子程序RECEIVE： PUSH PSW ；中斷現(xiàn)場保護PUSH ACLR EXO ；關(guān)閉外部中斷 INTOMOV R0， TL0 ；讀取時間MOV R1， TH0LCALL MULD ；調(diào)用乘法子程序計算機距離LCALL ADJ ；調(diào)用十進制調(diào)整子程序LCALL DISPSETB EX0 ；打開外部中斷 INT0POP A POP PSW南昌理工學院本科生畢業(yè)論文25RETI 定時器中斷子程序因為 51 單片機是 16 位定時器，最大的計時時間為 65536us，所以當測量的距離很遠的時候，定時器必然會發(fā)生溢出；我們必須對溢出中斷進行相應(yīng)的設(shè)置才能使得單片機正常工作。在主程序中，發(fā)射的 40KHz脈沖信號遇到障礙物反射后，經(jīng)接收檢測電路產(chǎn)生外中斷信號至單片機。例如，時鐘中斷、操作員。 //開放總中斷Init_LCD()。 //超聲波發(fā)送關(guān)閉CSBIN=1。P0=0。TH0=0x15。i++) //顯示清零{ num[i]=0。for(i=0。 //轉(zhuǎn)化成 BCD 碼sta_flag=0。 //刷新顯示}南昌理工學院本科生畢業(yè)論文23puter()。testtemp()。if(15==count) //1S 到，檢測溫度{temp=wd()。jsh=TH1。 //啟動溫度轉(zhuǎn)換while(1) { if(sta_flag) //60MS 到了，超聲波已經(jīng)發(fā)送 { while(0==CSBIN)。 //啟動定時器 0ET0=1。while(i)。BUZZER=1。 //蜂鳴器鳴音一次提示按鍵按下i=100000。if(START)goto waitforstarting。i20。 //標準復(fù)位 waitforstarting: //檢測按鍵while(START)。 //初始化南昌理工學院本科生畢業(yè)論文22display()。j++)。i++)for(j=0。for(i=0。(3)按鍵 S 為測量啟動鍵；(4)系統(tǒng)采用 AT89S51 的內(nèi)時鐘：12MHz；(5)沒有使用看門狗功能；(6)超聲波發(fā)送一定時間后才開始啟動檢測，避免直達信號造成誤判。?主程序，分為系統(tǒng)初始化、按鍵處理以及各個子程序的調(diào)度管理等部分。對其中主要硬件單元：發(fā)射電路、接收電路、檢測電路以及顯示電路的設(shè)計給出原理圖并進行了分析計算。報警部分的連線，如圖 310 所示。這里要注意的是，為了布線方便，單片機端的 D0～D7 是接到 LCD／602 的 D7～D0，正好相反， 因此在編寫軟件時需要做處理，使讀取正確 [10]。其中，TC1602 第 4 腳 RS 為寄存器選擇，第 5 腳 RW 為讀寫信號線，第 6 腳 E 為使能端。液晶顯示屏有體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、微功耗、使用方便等諸多優(yōu)點。 LCD 顯示部分本設(shè)計中顯示部分采用字符型 TC1602 液晶來顯示我們所測距離值。這里采用的主要元器件是 Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，其具有智能化、體積小、精度高、線路簡單等特點。本課題讓單片機 經(jīng)此芯片提升驅(qū)動能力從而控制數(shù)碼管的位選，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)掃描輸出 [9]。它引腳如圖 37 所示，其內(nèi)部含七對達林頓放大管，其主要功能是輸入為低電平時，輸出為高電平。其功能表，如表 31 所示。針對以上 3 個問題，實際考慮節(jié)約單片機的接口資源以及減少硬件芯片成本投入，本單元電路設(shè)計如圖 35 所示，采用 3 位共陰極數(shù)碼顯示管，顯示字符由單片機 P2 口送至鎖存器 74ACQ574 鎖存，再經(jīng)顯示驅(qū)動芯片 ULN2O03 驅(qū)動數(shù)碼管顯示，分別控制每一位的動態(tài)顯示。但要求占用很多 I/O 接口線和增用不少硬件芯片，成本較高。它的原理比較簡單。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的( 約 1ms)，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)給人的印象就是一組穩(wěn)南昌理工學院本科生畢業(yè)論文16RST9XTAL218XTAL119VSS20PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31VCC 40AT89S51IN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77OUT1 16OUT3 14OUT4 13OUT5 12OUT6 11OUT7 10OUT2 15COM 9GND8ULN2022AOE1CLK11D02 O0 19D13 O1 18D24 O2 17D35 O3 16D46 O4 15D57 O5 14D68 O6 13D79 O7 12VCC 20GND1074ACQ574PC12XTALC3C21KR1C1VCCVCCKfgedKcDPbaDpy RedCCKfgedKcDPbaDpy RedCCKfgedKcDPbaDpy RedCCVCCVCC12345678161514131211109Res Pack4VCCY1Y2Y3Y1 Y2 Y3X2X3X4X5X6X7X8X1X2X3X4X5X6X7X8X1X2X3X4X5X6X7X8X1X2X3X4X5X6X7X8X1圖 35 顯示部分電路圖南昌理工學院本科生畢業(yè)論文17定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。兩種數(shù)碼管僅在單片機編程時數(shù)碼對應(yīng)的筆劃信息碼不同。當發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一段筆劃或點就發(fā)亮，控制不同二極管導(dǎo)通就能顯示出不同符號。問題 2 采用共陰極數(shù)碼管還是共陽極數(shù)碼管沒有太明顯的優(yōu)缺點。LED 數(shù)碼管顯示與單片機接口通常涉及以下幾個問題: 數(shù)碼管顯示用共陰極管還是共陽極管問題 1 軟件譯碼是將各數(shù)碼的筆劃信息構(gòu)成一個表格預(yù)儲于內(nèi)存，以后根據(jù)要顯南昌理工學院本科生畢業(yè)論文15示的每一數(shù)碼執(zhí)行一段查表程序，查得相應(yīng)筆劃信息再送數(shù)碼管顯示。液晶屏。 單片機顯示電路設(shè)計顯示器是一個其應(yīng)用是極為廣泛的設(shè)備，基本上所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，而其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而己。0?I故可知本電路中：U +=0， U=U+=0 所以有 (34)iR23???上式表明，輸出電壓與輸入電壓成比例運算關(guān)系，式中的負號表示 與 反相。由電路可列出:南昌理工學院本科生畢業(yè)論文14 I (32)3RUf???I （33)2ii?把放大器理想化后: U 通常接近于零，即 U=U U O，若???把它理想化，則有 U=0，但不是短路，故常稱為虛短。前置放大電路單元的作用是對有用的信號進行放大，并抑制其它的噪聲和干擾，從而達到最大信噪比，以利于后續(xù)電路的設(shè)計。采用三級放大：前兩級放大 100 倍，用高精密放大器 LM318，帶寬為 15MHz，充分滿足要求；第三級采用 LF353 運算放大器，寬為 4MHz。里面的放大電路是一個三級運算放大器 A1，功能是將從目標處反射回來的微弱信號進行放大整形后送入計數(shù)控制電路部分。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可采用多個超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射接收的設(shè)計方法 [8]。（4）由于超聲波利用接收發(fā)射波來進行距離的計算，因而不可避免地存在發(fā)射和反射之間的夾角，其大小為 2 ，當 很小的時候，可直接按式 進行距離的?2SCt?V計算；當夾角很大的時候，必須進行距離的修正，修正的公