【正文】 特別是應用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具 有很高的。超聲波對于被測物體處于黑暗，有灰塵，煙霧，電磁干擾，有毒等惡劣的環(huán)境有一定的適應能力。從長遠利益看，是多向節(jié)能型研究。這就大大解決了在粉塵多情況下，給人類引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測物對測量儀器腐蝕，觸點接觸不 良造成的誤測情況。我們考慮研究一種非接觸測量儀器。 在測量方面，尤其工業(yè)，據(jù)了解，我國一些工業(yè)領(lǐng)域曾經(jīng)使用過接觸式測量儀，但普遍存在著這樣一些問題，抗粉塵能力差，觸點接觸不良，經(jīng)常失靈，誤動作，不可調(diào)整，容易被雜物纏繞而誤報等缺點，工作不可靠，影響設(shè)備的正常使用。然而隨著社會發(fā)展和進步，人類的測量范圍不斷膨脹，由地表向兩側(cè)延伸，對地質(zhì)的研究，宇宙的探索，可謂兩極化的發(fā)展。 隨著工業(yè)，建筑業(yè)，農(nóng)業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展，距離測量頻率的不斷提高，一些在早期社會，曾被人類廣泛應用的米尺不在滿足人類的要求，就出現(xiàn)了現(xiàn)在人類所應用的間接測量工具。 二、工作內(nèi)容及時間安排 選題： 2020 年 10月 30 日 — 2020 年 11月 16日 開題報告： 2020 年 11月 17 日 — 2020 年 12月 4日 收集資料及實施研究： 2020 年 12月 5日 — 2020 年 2 月 19日 完成初稿： 2020 年 2 月 20日 — 2020 年 4月 1 日 完成修改稿： 2020 年 4 月 2 日 — 2020 年 4 月 19 日 完成定稿： 2020 年 4月 20日 — 2020 年 5 月 15 日 答辯 : 2020 年 5月 18日 — 2020 年 5 月 22 日 三、需要提供有關(guān)材料 畢業(yè)設(shè)計任務書； 畢業(yè)設(shè)計開題報告； 畢業(yè)設(shè)計實施過程記錄表； 畢業(yè)設(shè)計 [嚴格按照四川師范大學成都學院畢業(yè)設(shè)計結(jié)構(gòu)格式標準及相關(guān)要求撰寫 ]； 畢業(yè)設(shè)計評審表（指導教師用）； 畢業(yè)設(shè)計評審表（評閱人用）； 畢業(yè)設(shè)計答辯記錄表。 。建立一個超聲波測距儀 主要工作有： 。 } NAME CS_T ?PR?CS_T?CS_T SEGMENT CODE PUBLIC CS_T RSEG ?PR?CS_T?CS_T CS_T: PUSH ACC MOV TH0, 00H MOV TL0, 00H MOV A, 4D SETB TR0 CS_T1: CPL NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ ACC,CS_T1 POP ACC RET 。 ET0=0。 } void overtime(void) interrupt 1 { EX0=0。 EX0=0。 } } void cs_r(void) interrupt 0 { TR0=0。i300。 dispram [3]=16。 dispram [1]=16。 if (0==dispram[3]) dispram[3]=17。 dispram[2]=(uchar) (time%10)。 dispram[1]=(uchar) (time%10)。 dispram[0]=(uchar) (time%10)。 time*=172。 if (1==testok) { time=TH0。 ET0=1。 29 testok=0。 while (1) { cs_t()。 TMOD=0x11。 P0=0xff。 data uint i。 data uchar testok。 extern void display(uchar*)。 END 附錄二： C51程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long extern void cs_t(void)。 MOV P2, 0FFH MOV P0, 0FFH RET 25 TAB。G PLAY: MOV A, R5 MOV P0, 0FFH MOV P2, A MOV A, R1 MOV DPTR, TAB MOVC A, A+DPTR MOV P0, A LCALL DLIMS INC R1 MOV A, R5 JNB , ENDOUT。40H為最高位， 43H為最低位，先掃描高位 DISPLAY： MOV R1, 40H。T0 中斷， 65ms 中斷一次 INTT0: CLR EA CLR TR0 MOV TH0, 00H MOV TL0, 00H SETB ET1 SETB EA SETB TR0 ；啟動計時器 T0，用以計算超聲波來回時間 SETB TR1 ；開啟發(fā)超聲波用定時器 T1 OUT: RETI ； T1 中斷，發(fā)超聲波用 INTT1: CPL VOUT DJNZ R4,RETIOUT CLR TR1 ；超聲波發(fā)送完畢，關(guān) T1 CLR ET1 MOV R4,04H 24 SETB EX0 ；開啟接收回波中斷 RETIOUT: RETI 。在此謹以一顆感激之心向這些 給予我極大幫助的人 致以衷心的謝意。導師每周三次的面授和上機指導，給論文的進展帶來縷縷曙光和推動力。盡管如此，由于畢業(yè) 設(shè)計 涉及內(nèi)容較多，范圍較寬，方方面面都要照顧到，還是不可避免地遇到許多問題。我的導師 汪光宅 說過： “ 科研工作是一項艱苦、寂寞并且需要全心全意投入的工作，一旦選擇了這個責任，我們就要承擔得起他人所不能承受的壓力。前后 經(jīng)歷了四 個月時間，但對于踏踏實實搞知識創(chuàng)新的人來說，從搜集材料、投入研討到起草排版、打印輸出，這是一個漫長的過程。 21 致 謝 “ 千里之行，始于足下。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，超聲波測距的精度一定能更進一步精確，從未能解決更多不易解決的問題。 關(guān)于現(xiàn)代測量技術(shù)，超聲波測距已經(jīng)是一種非常成熟的技術(shù)，而且它的成本低，適合于大多數(shù) 需要比較 精確的數(shù)據(jù)的地方 ，例如井深，液位，汽車倒車雷達等地方。 它們的整個軟件系統(tǒng)如圖 16，圖 17，圖 18 所示： 圖 16 主 程序流程圖 圖 17 定 時中斷服務子程序 圖 18 外 部中斷服務 子程序 20 五、總結(jié)與未來展望 本課題到這里就基本結(jié)束了，對于本人制作的超聲波測距儀， 必定 還 有 很多的 不足之處 ，一定要從實驗查出紕漏，進一步完善。進入該中斷后就立即關(guān)閉計時器 T0 停止計時，并將測距成功標志字賦值 1。主程序框圖如 圖 15 所示： 圖 15 超聲波測距主程序圖 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個左右的超聲波信號頻率約40KHz 的方波，脈 沖寬度為 12us 左右，同時把計數(shù)器 T0 打開進行計時。由于采用 12MHz 的晶振，機器周期為 1us,當主程序檢測到接收成功的標志位后，將計數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按下式計算即可測得被測物體與測距儀之間的距離 ： ? (T+)1/2 公式① d=C T0/2+△ d 公式② 這樣就可以計算出測距儀與障礙物之間的距離。 主程序首先對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器 T0 工作模式為 16 位的定時計數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 0。顯示電路采用簡單實用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用74LS244 驅(qū)動，位碼用 PNP 三極管驅(qū)動。 17 圖 13 AT89S51 與 DS18B20 連接圖 （五） LED 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 AT89S51 采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時鐘頻率，減小測量誤差。當工作于寄生電源時，此 引腳必須接地。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。其引腳功能如表 4 所示： 表 4 DS18B20 引腳說明 引腳 名稱 功能 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 9． 實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 6. 檢測溫度范圍為 55℃～ +125℃ 16 7. EPROM，限溫報警功能。 4. 12 位分辨率時的最大工作周期為 750ms。 3. 12 位分辨率，精度可達177。 DS18B20 的主要特性有以下幾點： 1. 溫度轉(zhuǎn)換及輸出。 超聲波接收電路原理圖如圖 9所示： 15 圖 9 超 聲 波接收原理圖 而整個超聲波測距的原理，就是如圖 10所示： 圖 10 超 聲 波測距原理圖 （四 ） DS18B20 溫度傳感器的設(shè)計 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。實驗證明其具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。 超聲波發(fā)射電路原理圖如圖 8所示： 圖 8 超聲波發(fā)射電路原理圖 超聲波接收 電路采用集成電路 CX20206A，這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。如沒加電壓，當共振板接受到超聲波時，將壓迫壓電振蕩器作振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如 圖 7所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。 圖 5 CX20206A 集成塊內(nèi)電路方框圖與其典型應用電路 （三） TCT4010超聲波傳感器的設(shè)計 TCT4010 是 一款常用的超聲波發(fā)射接收 器件 ， 由一塊發(fā)射 端 T和一塊接收 端 R共同組成。該腳和電源 間 連 接 一 只 約 為22kΩ電阻后，輸出脈 沖 低 電 平 的 標 準值約為 8 Vcc 供電電源端 5V177。 6 C3 積分電容連接端 該腳所接 的 積 分 電容，標準值為 330pF，當其容量值變大，則外部噪波干擾增強 ，遙控距離變短。 4 GND 接地端 接地。但電容不宜過大，否則瞬態(tài)響應速度會降低。 2 C1 RC 網(wǎng)絡連接端 該腳與地之間接有 RC串聯(lián)網(wǎng)絡，用來確定前置放大器頻率特性和增益。 前置放大電路 限幅放大器 帶通濾波器 檢波器和比較器 積分器 斯密特觸發(fā)器 ABLC 1 2 3 4 5 6 7 8 12 接下來再讓