測(cè)控技術(shù)與儀器單片機(jī)超聲波測(cè)距畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-25 12:12本頁(yè)面
【正文】 最后還要感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的幾位同學(xué)以及次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中所有給予過(guò)我?guī)椭娜耍悄銈冊(cè)谖移綍r(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我也不可能這樣順利地結(jié)稿，還有在學(xué)校教授我知識(shí)的所有老師，在此一并表示深深的謝意。在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行?？傮w上說(shuō)，這次實(shí)習(xí)中收獲很多，感觸也很多。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問(wèn)題和實(shí)踐能力提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中最后，我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中我們使用了分模塊焊接，分模塊測(cè)試的方法進(jìn)行硬件電路的焊接和測(cè)試，這是我們最寶貴的收獲，這樣做可以避免走很多彎路。 再次，在設(shè)計(jì)之前，我們要對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在實(shí)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。 其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。在做本次實(shí)習(xí)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似實(shí)習(xí)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。這個(gè)過(guò)程中，我們花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，更重要的是，我們?cè)趯W(xué)會(huì)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，同時(shí)還懂得合作精神的重要性，學(xué)會(huì)了與他人合作。 當(dāng)然，這其中也有很多問(wèn)題。 這次的設(shè)計(jì)算起來(lái)一共進(jìn)行了三個(gè)月，在這幾個(gè)月的時(shí)間里我們進(jìn)行了硬件電路圖設(shè)計(jì)，以及軟件的編程實(shí)現(xiàn)，軟硬件的綜合調(diào)試。其次，在老師講解的基礎(chǔ)上認(rèn)真研究硬件電路的設(shè)計(jì)，和軟件流程的設(shè)計(jì)。通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我們學(xué)到了很多東西。[1]袁易全. 近代超聲原理及應(yīng)用[M]. 南京：南京大學(xué)出版社，1996. [2]劉升平,王劍,[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)2009，45(25)：7881. [3]張健,[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，200427(6)：640643. [4]胡漢才. 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1996. [5][M]，(1). 系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測(cè)量要求。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。 解決辦法：更改程序，使兩者配套。 解決辦法：檢查晶振頻率（），多試幾次。 解決辦法：用萬(wàn)用表檢查電源線、地線的連接，檢查晶振是否接好，檢查下載口連接是否正確。 解決辦法：右擊“我的電腦”“屬性”“硬件”“設(shè)備管理器”“端口”，查看usbisp的端口號(hào)并在下載軟件中做相應(yīng)設(shè)置。 解決辦法：找到下載模塊配套的驅(qū)動(dòng)程序并安裝。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來(lái)，則可提高抗干擾能力。數(shù)碼管顯示要用驅(qū)動(dòng)芯片或上拉電阻驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)時(shí)要驅(qū)動(dòng)段選。接DS18B20時(shí)，要注意管腳的接法。接晶振時(shí)，要使晶振與單片機(jī)的119管腳連接好，否則單片機(jī)無(wú)法下載程序，即使有程序也無(wú)法正常工作。另外在制作硬件的過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)：焊接電路板時(shí)，要注意電源線和地線，兩者不能弄混，不可有短接的地方。報(bào)警部分的連線，如圖14所示。光報(bào)警采用的是不同顏色的發(fā)光二極管，聲報(bào)警采用的是一個(gè)蜂鳴器。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。獨(dú)立式鍵盤(pán)的硬件接口電路簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較方便，但由于每個(gè)按鍵均需要單片機(jī)的一根I/O口，因此，獨(dú)立式鍵盤(pán)值適合于按鍵較少的場(chǎng)合。但是根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，采用獨(dú)立式鍵盤(pán)既能滿足系統(tǒng)需要，又節(jié)省I/O和鍵盤(pán)的數(shù)量。p2口接上拉電阻起到一個(gè)驅(qū)動(dòng)段選的作用然后再接到接數(shù)碼管。這些用來(lái)控制LED顯示的不同電平代碼稱為字段碼（也稱段選碼）。因此為L(zhǎng)ED提供編碼正好是一個(gè)字節(jié)。在本設(shè)計(jì)中我們采用的是共陰極數(shù)碼管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管教配置如圖11所示： 圖11 共陰極數(shù)碼管及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用LED顯示器時(shí)，要注意區(qū)分兩種不同的接法，為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。LED顯示器價(jià)廉，配置靈活，與單片接口方便，LCD可顯示圖形，但接口較復(fù)雜成本也較高[6]。其中單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示是發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器（簡(jiǎn)稱LED顯示器）。利用溫度檢測(cè)電路實(shí)時(shí)的測(cè)量環(huán)境溫度T，再根據(jù)式子C=331．4+0．607T計(jì)算超聲波的速度C。溫度測(cè)量電路是基于DS18B20單線式數(shù)字溫度傳感器，電路非常簡(jiǎn)單。其輸出用于修正計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是DS18B20的測(cè)溫原理。如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2到0時(shí)，停止溫度寄存器值得累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度?；鶖?shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)溫前，首先將55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置在55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。8腳： 電源正極，～5V。6腳： 該腳與GND之間接入一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。5腳：該腳與電源端VCC接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。3腳：該腳與GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作。增大電阻R或減小C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 圖6 CX20106A管腳示意圖CX20106A的引腳注釋：l腳：超聲波信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。適當(dāng)改變C4的大小，可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測(cè)距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路。超聲波發(fā)射電路如圖5所示： 圖5 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收部分電路
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