【正文】 了好些程序，結(jié)果都符合要求，但自己卻是最后一個(gè)驗(yàn)收的，盡管我需要做實(shí)物，卻也沒(méi)這么難吧！但我還是堅(jiān)持到了最后，雖然做出來(lái)的實(shí)物還是有些不盡如人意，卻也能基本符合要求了，也算給了我一些安慰。 寫(xiě)程序倒是基本上沒(méi)什么難度，邏輯思維強(qiáng)一點(diǎn)就好了。 課程設(shè)計(jì)體會(huì) 做硬件的設(shè)計(jì)制作與焊接的時(shí)候，并沒(méi)有遇到太多問(wèn)題，只是用杜邦線的連接的地方出了些毛病，以致不能顯示的很清晰，這一塊兒主要是得耐心細(xì)致。顯示電路采用 LCD12864 液晶屏，實(shí)現(xiàn)測(cè)距，并且在液晶屏上顯示距離。單片機(jī)采用 STC89C52，采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。并且我連 接所用的杜邦線也不太穩(wěn)定。 硬件電路在使用的時(shí)候測(cè)距不太穩(wěn)定，液晶屏顯示有時(shí)候會(huì)不清晰。 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。 主程序流程圖 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 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 10 方法測(cè)量物體間的距離，以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。 9 顯示子程序設(shè)計(jì) LCD12864 液晶顯示屏有其自身的控制編程方法，我們只需要按照其方法編程就能顯示出我們想要的字符和圖形。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。超聲波發(fā)生子程序較簡(jiǎn)單，但要求程序運(yùn)行準(zhǔn)確，所以采用 C 語(yǔ)言編程。當(dāng)收到超聲 波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在 INT0 或 INT1 端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。 距離的計(jì)算公式為： S=L/2=(V△ T)/2 其中， S 為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離， L 為聲波的來(lái)回的路程， V 為聲速，△ T 為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。 超聲波測(cè)距儀的算法設(shè)計(jì) 圖 示意了超聲波測(cè)距的原理，即超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲渡信號(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。 C 語(yǔ)言執(zhí)行效率沒(méi)有匯編語(yǔ)言高，但語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便，靈活，運(yùn)算豐富，表達(dá)化類(lèi)型多樣化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型豐富，具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，程序設(shè)計(jì)自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點(diǎn)。 C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它支持當(dāng)前程序設(shè)計(jì)中廣泛采用的由頂向下結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)。但是不同的 CPU，其匯編語(yǔ)言可能有所差異，即依賴于計(jì)算機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。匯編語(yǔ)言是一種用文字助記符來(lái)表示機(jī)器指令的符號(hào)語(yǔ)言，是最接近機(jī)器碼的一種語(yǔ)言。 8 編程語(yǔ)言的選擇 本設(shè)計(jì)是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，選擇合適的編程語(yǔ)言是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。 本軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量、顯示。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。對(duì)于本系統(tǒng)，軟件設(shè)計(jì)更為重要。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明 進(jìn)行測(cè)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)測(cè)量對(duì)象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。只有阻值在特定的位置區(qū)域以內(nèi)才會(huì)顯示。建議測(cè)量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回 響信號(hào)的影響 . 顯示電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的是無(wú)字庫(kù)的 LCD12864 液晶屏顯示模塊。可通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)。 圖 DYPME007 模塊接線圖 模塊時(shí)序圖 : 圖 超聲波模塊時(shí)序圖 電 氣參數(shù) DYPME00 7 超聲波模塊 工作電壓 DC 5V 工作電流 15mA 工作頻率 40Hz 最遠(yuǎn)射程 最近射程 3cm 輸入觸發(fā)信號(hào) 10uS 的 TTL 脈沖 輸出回響信號(hào) 輸出 TTL 電平信號(hào)，與射程成比例 規(guī)格尺寸 45*20*15mm 7 你只需要提供一個(gè)短期的 10uS 脈沖觸發(fā)信號(hào)。 圖 DYPME007 超聲波測(cè)距模塊 6 DYPME007 電氣參數(shù)： 模塊接線： 使用上只需要 5V 電源供應(yīng)、 0V 地 線連接、觸發(fā)信號(hào)輸入、與回響信號(hào)輸出 等四支接腳 。 DYPME007 超聲波測(cè)距模塊可提供 的非接觸式距離感測(cè)功能，圖 1 為 DYPME007 外觀，包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。由于單片機(jī)的機(jī)器周期為晶振周期的 12 分頻，故一般選用 12MHZ 的晶振，此時(shí)恰好得到的機(jī)器周期為 1us。 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的 ,所以外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求 ,但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 還可以使用外部時(shí)鐘。對(duì)外接電容 C C2 雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求 ,但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。這個(gè)反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。該設(shè)計(jì)在電源電壓瞬間下降時(shí)可以使電容迅速放電，可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。單片機(jī)外圍需要一個(gè)復(fù)位電路，復(fù)位電路的功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤消復(fù)位信號(hào)。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。顯示電路采用 LCD12864顯示屏。單片機(jī)采用 STC89C52，采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。 圖 超聲波測(cè)距器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 本設(shè)計(jì)通過(guò)按鍵掃描是否啟動(dòng)測(cè)距，然后控制單片機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖是超聲波發(fā)生 器產(chǎn)生超聲波，等到反射的回波數(shù)據(jù)被超聲波接收器接收后送給單片機(jī)處理，最后在 LCD 液晶屏上顯示測(cè)距結(jié)果。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。根據(jù)設(shè)計(jì) 要求并綜合各方面因素，本文采用 STC89C52單片機(jī)作為控制器，用 LCD12864顯示 測(cè)量距離 。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類(lèi)是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計(jì)；一種是發(fā)射波被物體反射回來(lái)后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。 聲速確定后，只要測(cè)出超聲波往返的時(shí)間，即可求得 S 。 通過(guò)不斷檢測(cè)產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差△ T，然后求出距離 L。超聲波傳感器在測(cè)量過(guò)程中，超聲測(cè)距器是根據(jù)超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的特性進(jìn)行測(cè)量的。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。整個(gè)程序采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。 本 設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距 儀 利用超聲波傳輸中距離與時(shí)間的關(guān)系，采用以 STC89C52 單片機(jī)為核心進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理，最終完成超聲波測(cè)距 儀 的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。利用超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡(jiǎn)單，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到日常使用的要求。 設(shè)計(jì)工作量 匯編或 C51 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)； 程序調(diào)試； 在單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行下載調(diào)試； 提交一份完整的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) ，包括設(shè)計(jì)原理、程序設(shè)計(jì)、程序分析、調(diào)試過(guò)程，參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)總結(jié)等。 （ 2）要求：完成該系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)，用單片機(jī)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行驗(yàn)證。 長(zhǎng) 沙 學(xué) 院 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目 超聲波測(cè)距儀 系 ( 部 ) 電信系 專業(yè) ( 班級(jí) ) 電氣一班 姓名 周鵬 學(xué)號(hào) 2020042113 指導(dǎo)教師 劉輝、王新輝 起止日期 — 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》