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超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-30 16:00本頁(yè)面
  

【正文】 //*延時(shí) *//。_nop_()。_nop_()。 //液晶使能控制define delayNOP()。 //寄存器選擇輸入sbit SID=P1^1。uint dis,dis_4[9]。uchar flag_2=0。define nop _nop_()uint count=0。uint temp2。uchar vo_vo=0xe7。sbit red=P2^5。sbit green=P2^3。bit flash=0。31uchar display[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。 //定義 DS18B20 端口 DQuchar presence 。//數(shù)據(jù)位sbit busy=P3^0。//片選端sbit CLK=P2^2。_nop_()define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine ufloat unsigned floatdefine ulong unsigned long//*常量定義 *//define circle 0xf2//循環(huán)播放define stop_play 0xfe//停止播放define vo_0 0xe0//音量 1define vo_1 0xe1//音量 2define vo_2 0xe2//音量 3define vo_3 0xe3//音量 4define vo_4 0xe4//音量 5//*位定義 *//sbit RST=P2^0。29參考文獻(xiàn)[1] 楊振江, 蔡德芳. 新型集成電路使用指南與典型應(yīng)用[M]. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 1985.[2] 胡萍. 超聲波測(cè)距儀的研制[J]. 北京: 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化2022 年 10 期.[3] 蔣瑞挺. 自制超聲波測(cè)距儀[J]. 南京: 電子制作2022 年 5 期. 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[10] 占操 , 梁厚琴 , 曹燕. 單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù)[J]. 武漢: 電子技術(shù), . 30附錄 程序清單//*包含頭文件*//includeincludeincludeincludedefine NOP _nop_()。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。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào),當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái),就被超聲波接收器R所接收到。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T0 停止計(jì)時(shí),并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值1。超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)主要有主程序、超聲波發(fā)生程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成,而超聲波測(cè)距儀的程序有較復(fù)雜的計(jì)算(計(jì)算距離時(shí)) ,所以控制程序可采用C語(yǔ)言編程。波換能器所需的40kHz的方波信號(hào),利用外中斷1口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。單片機(jī)采用AT89S51或其兼容系列。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)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(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波,實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收,從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。28第 6 章 總結(jié)與展望由于時(shí)間和其它客觀上的原因,此次設(shè)計(jì)沒(méi)有成功做出實(shí)物。圖 為超聲波發(fā)射電路仿真電路圖, 為超聲波發(fā)射電路的仿真波形。特點(diǎn):支持 ARM7,PIC ,AVR,HC11 以及 8051 系列的微處理器 CPU 模型,更多模型正在開(kāi)發(fā)中,交互外設(shè)模型有 LCD 顯示、RS232 終端、通用鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)、按鈕、LED 等;強(qiáng)大的調(diào)試功能,如訪問(wèn)寄存器與內(nèi)存,設(shè)置斷點(diǎn)和單步運(yùn)行模式;支持如 IAR、Keil 和 Hitech 等開(kāi)發(fā)工具的源碼 C 和匯編的調(diào)試;一鍵 “make”特性:一個(gè)鍵完成編譯與仿真操作;內(nèi)置超過(guò) 6000 標(biāo)準(zhǔn) SPICE 模型,完全兼容制造商提供的 SPICE 模型;DLL 界面為應(yīng)用提供特定的模式;基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 SPICE3F5 混26合模型電路仿真器 14 種虛擬儀器:示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、規(guī)程分析儀等;高級(jí)仿真包含強(qiáng)大的基于圖形的分析功能:模擬、數(shù)字和混合瞬時(shí)圖形;頻率;轉(zhuǎn)換;噪聲;失真;付立葉;交流、直流和音頻曲線;模擬信號(hào)發(fā)生器包括直流、正旋、脈沖、分段線性、音頻、指數(shù)、單頻 FM;數(shù)字信號(hào)發(fā)生器包括尖脈沖、脈沖、時(shí)鐘和碼流;集成 PROTEUS PCB 設(shè)計(jì)形成完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。(4)具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 (3)提供軟件調(diào)試功能。 (2)支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。它運(yùn)行于 Windows 操作系統(tǒng)上,可以仿真、分析(SPICE) 各種模擬器件和集成電路,該軟件的特點(diǎn)是:(1)實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。 proteus 軟件簡(jiǎn)介Proteus ISIS 是英國(guó) Labcenter 公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件,Proteus 主要由 ISIS 和 ARES 兩部分組成,ISIS 的主要功能是原理圖設(shè)計(jì)及與電路原理圖的交互仿真,ARES 主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)。開(kāi)始 結(jié)束 開(kāi)外部中斷 關(guān)外部中斷 輸出結(jié)果 讀取時(shí)間值 計(jì)算距離 外部中斷入口 25第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試仿真系統(tǒng)軟硬件部分設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入最后階段,已具備調(diào)試仿真條件。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0 停止計(jì)時(shí),并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 1。超 開(kāi)始 單片機(jī)初始化 定時(shí)器初始化 開(kāi)外部中斷 顯示測(cè)量值 等待中斷 結(jié)束23聲波發(fā)生子程序較簡(jiǎn)單,但要求程序運(yùn)行準(zhǔn)確。 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收程序超聲波發(fā)生。然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過(guò)程。22圖 主程序流程圖由于采用的是 12MHz 的晶振,計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是 1μs,當(dāng)主程序檢測(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(lái)回所用的時(shí)間)按式 計(jì)算,即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離,設(shè)計(jì)時(shí)取 20℃時(shí)的聲速為 344m/s 則有:d=(c t)/2=172T0/10000cm ()?其中,T0 為計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)算值。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成單方向超聲波的發(fā)射,外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。 主程序流程圖軟件分為兩部分,主程序和中斷服務(wù)程序,如圖 、圖 、圖 所示。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。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間,就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。我們知道 C 語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法,匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間,而超聲波測(cè)距儀的程序需要有較復(fù)雜的計(jì)算(計(jì)算距離時(shí)) ,所以控制程序可采用 C 語(yǔ)言編程。IC采用集成穩(wěn)壓器7805,CC2分別為輸入端和輸出端濾波電容,RL為負(fù)載電阻。電路一旦起振后,uc電壓總是在(1/3~2/3 )Vcc 之間變化。這時(shí),電源經(jīng) R1,R2 對(duì)電容C充電,使電壓out按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)uc上升到(2/3 )Vcc 時(shí),輸出uo 為低電平,放電管VT導(dǎo)通,把uc從(1/3 )Vcc 上升到(2/3)Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài),其維持時(shí)間TPH 的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有關(guān) 。所以在設(shè)計(jì)電源電路時(shí),我們選用了線性電源7805,在實(shí)際的電路控制中應(yīng)用其作為電源電路較為廣泛,在普通的電子元器件商場(chǎng)都有銷售易于購(gòu)買,二腳為公共接地端, 三腳即為我們所需要的+5V 提供電壓的電路, 即在7805的1腳和公共接地端( 即2腳) , 在公共接地端和三腳+5V電。他的功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),一開(kāi)一關(guān),頻率非??欤话愕钠桨彘_(kāi)關(guān)電源頻率在100~200KHz,這樣19他的損耗就小,效率也就高,開(kāi)關(guān)電源的效率高體積小,但是和線性電源比他的紋波,電壓電流調(diào)整率就大打折扣了。適合用與模擬電路,各類放大器等。這樣一來(lái)他的體積也就很大,笨重,效率低、發(fā)熱量也大。線性電源功率器件工作在線性狀態(tài),也就是說(shuō)他一用起來(lái)功率器件就是一直在工作,所以也就導(dǎo)致他的工作效率低,一般在50%~60%,還得說(shuō)他是很好的線性電源。開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別主要是他們的工作方式。圖 WT588D 語(yǔ)音播報(bào)電路 其中KIA1117芯片為WT588D VCC管腳(存儲(chǔ)器電源輸入腳)??煽刂频恼Z(yǔ)音地址位能達(dá)到220個(gè)!每個(gè)地址位里能加載可組合語(yǔ)音為128段語(yǔ)音。圖 顯示單元電路18 語(yǔ)音播報(bào)電路語(yǔ)音播報(bào)電路采用WT588D 系列的集單片機(jī)和語(yǔ)音電路于一體的可編輯語(yǔ)音芯片。 R15調(diào)節(jié)顯示亮度。其各引腳說(shuō)明如下:(1)模塊電源地;(2)模塊電源正端;17(3)LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸入端;(4)并行的指令/數(shù)據(jù)信號(hào);串行 的片選信號(hào);(5)并行的讀寫(xiě)選擇信號(hào);串行數(shù)據(jù)口;(6)并行的
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