【正文】 出版社,1998，282283頁(yè)。單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù)，電子技術(shù)。沈陽(yáng)：遼寧科技出版社。[21]九州。超聲波測(cè)距精度的探討[J]。電子產(chǎn)品世界。[19]薛紅宣。D18B20數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制。257274頁(yè)。超聲波檢測(cè)距誤差分析。TI:國(guó)外電子元器件,2000,第12月。[16]姜道連,寧延一,袁世良。PIC單片機(jī)在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]。北京：壓電與聲光，第26卷第2期,2004年4月。[14]何莉,曾憲文,徐霞。北京：兵工自動(dòng)化,。[13]牛余朋，成曙。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程[M]。285291頁(yè)。基于PIC16F87X系列[M]。北京：科學(xué)出版社,。胡光華譯。[9]張明峰。PIC系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)應(yīng)用[M]。北京：北京航空航天大學(xué)出版社,。[7]劉和平等。傳感器原理及工程應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2000。376380頁(yè)。[4]李華。MCS51單片機(jī)原理應(yīng)用，武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社。還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此無(wú)法一一列舉，在此也一并表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)[1]胡平，超聲波測(cè)距儀的研制，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，[2]時(shí)德剛，劉嘩。同時(shí)，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，真是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛(ài)、相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相處幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文寫(xiě)作期間，各位老師給我提供了種種專(zhuān)業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒(méi)有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您們表示由衷的感激。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。電路中除集成電路外，對(duì)各電子元件也無(wú)特別要求。外圍元件不是很多，所以調(diào)試不會(huì)太難。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。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。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器T0溢出中斷將外中斷1關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測(cè)距不成功。超聲波測(cè)距儀主程序利用外中斷1檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（即INT1引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。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。實(shí)驗(yàn)證明用CX20106A接收超聲波(無(wú)信號(hào)時(shí)輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。超聲波檢測(cè)接收電路主要是由集成電路CX20106A組成，它是一款紅外線檢波接收的專(zhuān)用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問(wèn)未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體管的諧振來(lái)工作的。輸出端采兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的128*64液晶模塊。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。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分。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。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(chǔ)。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。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C16的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單，其中超聲波發(fā)射和接收采用15的超聲波換能器tct4010f1(T發(fā)射)和CX20106A（R接收），中心頻率為40kHz，安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8cm，其余元件無(wú)特殊要求。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。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計(jì)算出距離，主程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。測(cè)出距離后結(jié)果將傳給LCD數(shù)碼顯示約5s，同時(shí)測(cè)量距離送語(yǔ)音模塊播報(bào)。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測(cè)距儀會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因）后，才打開(kāi)外中斷1接收返回的超聲波信號(hào)。主程序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位定時(shí)計(jì)數(shù)器模式。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。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：d=s/2=(ct)/2 （41）其中，d為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離，s為聲波的來(lái)回的路程，c為聲速，t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。超聲波測(cè)距的原理為超聲波發(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。 5V直流供電（）；工作頻率：433M 調(diào)制方式：FSK發(fā)射功率：＜20dBm（100mW）接收靈敏度：－119dB發(fā)射電流：＜35mA接收電流：＜100mA休眠電流：＜12uA工作信道：32個(gè)頻段選擇數(shù)據(jù)接口：232／485／TTL串口數(shù)據(jù)格式：8N1／8E1／8O1串口速率：4800／9600／19200／38400／57600／115200bps空中速率：5K／10K／20K／30K／40K／50K／77K／100K／150K／200K／250Kbps硬件接口：／插座通訊距離：0700米（10dbm，10kbps，可視距離）天線阻抗：50Ω工作溫度：4085℃供電方式：／5V尺寸：（不包括天線）圖39無(wú)線發(fā)射與接收電路第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)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。 具有中繼功能，可選擇中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，有效擴(kuò)大傳輸距離；216。 功耗和休眠省電模式：功率＜100　mw，接收電流＜35mA，發(fā)射電流＜100mA，休眠時(shí)電流＜12uA；216。 串口速率：4800／9600／19200／38400／57600／115200bps；216。 載頻433MHz，可定制315M／868M／915M等其他ISM頻段；216。 接受靈敏度高，視距可靠傳輸距離可達(dá)1200m；216。無(wú)線發(fā)射與接收電路見(jiàn)圖39 APC240無(wú)線通信模塊主要特點(diǎn)216。同時(shí)它還提供標(biāo)準(zhǔn)的UART/TTL，RS485和RS232三種接口1200/2400/4800/9600bps四速率。它可以在工業(yè)等強(qiáng)干擾的惡劣環(huán)境中使用。無(wú)線發(fā)射與接收電路采用APC240無(wú)線通信模塊。只需通過(guò)適當(dāng)?shù)脑L問(wèn)地址就可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)，使用方便，語(yǔ)音播報(bào)電路設(shè)計(jì)如圖38所示。功能多音質(zhì)好應(yīng)用范圍廣性能穩(wěn)定是WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)的特長(zhǎng)，同時(shí)具有MP3控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制I/O口擴(kuò)展輸出模式。 12864液晶基本特性12864液晶基本特性如表32所示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字。內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。其顯示單元電路如圖67所示。圖35 DS18B20電路溫度補(bǔ)償電路顯示單元部分采用12864液晶模塊。216。216。216。圖36 DS18B20溫度傳感器(2)：應(yīng)用范圍216。216。216。216。216。216。216。216。216。測(cè)溫電路圖35所示。圖34 超聲波檢測(cè)接收電路DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，測(cè)溫范圍為55～125℃，℃。7腳OUT：遙控命令輸出端，它是集電極開(kāi)路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒(méi)有接收信號(hào)時(shí)該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則會(huì)下降。例如，取R=200kΩ時(shí)，fn≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。4腳GND：接地端。但C的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為R=，C=。2腳AGC：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。其電路由圖34所示。實(shí)驗(yàn)證明用CX20106A接收超聲波(無(wú)信號(hào)時(shí)輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。圖33超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專(zhuān)用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。輸出端采兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。20mA直流輸出電流，每個(gè)引腳（輸出）177。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速C與溫度有關(guān)。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。圖32，單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差tr，然后求出距離S＝Ct2 (21)式中的C為超聲波波速。其主要功能是把PC初始化為0000H，是單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序，除了進(jìn)入系統(tǒng)的初始化之外，當(dāng)由于程序出錯(cuò)或者操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為了擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。在外部振蕩電路中，單片機(jī)的XTAL1和XTAL2管腳分別接至由12MHZ晶振和兩個(gè)30PF電容構(gòu)成的振蕩電路兩側(cè)，為電路提供正常的時(shí)鐘脈沖。圖31，AT89S51單片機(jī)其作用主要是為了保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作?？臻e方式停止CPU的工作，當(dāng)允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)；216。 32個(gè)I/O口線；216。 4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器；216。 低功耗空閑和掉電模式。 可編程串行UART通道。 6個(gè)中斷源。 32個(gè)可編程I/O口線。 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM。 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。 全靜態(tài)操作：0Hz—24Hz。 1000吃擦寫(xiě)周期。 4K字節(jié)可以重復(fù)擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器。 與MCS—51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容。非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89S51單片機(jī)可以為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。顯示單元部分采用12864液晶模塊。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。第三章 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、語(yǔ)音播報(bào)電路、溫度補(bǔ)償電路、無(wú)線傳輸、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接受電路五部分。176。C至+85176。C至+125℃ 。獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用無(wú)需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電。但是考慮到成本問(wèn)題我選用TS18B20數(shù)字溫度傳感器。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為177。輸出電阻為710WM。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590的測(cè)溫范圍為55℃～+150℃。AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。大家知道，聲音在不同溫度的空氣中傳播速度是不同的，所以這里要考慮到溫度補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。配套WTAPP上位機(jī)操作軟件可隨意更換WT588D語(yǔ)音單片機(jī)芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SPIFlash上即可。WT588D是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫(xiě)的語(yǔ)音單片機(jī)芯片。WT588D系列語(yǔ)音單片機(jī)是廣州唯創(chuàng)科技有限公司聯(lián)合臺(tái)灣華邦共同研發(fā)出來(lái)的集單片機(jī)和語(yǔ)音電路于一體的可編輯語(yǔ)音芯片。但是本設(shè)計(jì)不要求芯片有可以計(jì)算年、月、日、時(shí)、分、秒等信息的復(fù)雜功能?？梢杂?jì)算年、月、日、時(shí)、分、秒等信息，并可以將時(shí)間信息反饋給主控單片機(jī)。WT1380具有多種報(bào)警功能，定時(shí)器功能，時(shí)鐘輸出功能，中斷輸出功能以及語(yǔ)音播報(bào)功能。所以選擇采用128*64液晶模塊。LED一般適合做大屏幕的顯示設(shè)備，最突出的有點(diǎn)那就是屏幕尺寸可以不受限制，亮度可以做的很高，其他的如顯色性、對(duì)比度等都不如CRT顯示器。優(yōu)點(diǎn)是顏色視覺(jué)效果好，視角寬，可靠性高，便宜；缺點(diǎn)是體積大耗電多，有微量的X射線輻射?？梢宰鲲@示器的有：LED,LCD,CRT等。適當(dāng)更改電容CS的大小，可以改變接收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)距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路(如圖23)。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。靈敏度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。超聲