【正文】 T＝*V*(Tr*N)其中，T 為發(fā)射信號到接收之間經(jīng)歷的時間，Tr 為方波信號作為計數(shù)脈沖時計數(shù)器的時間分辨率，N 為計數(shù)器的值。在系統(tǒng)軟件中，要完成增益控制信號、門控信號、發(fā)射脈沖信號、峰值采集信號、遠近控制信號的時序及輸出。在系統(tǒng)硬件構架了超聲波測距的基本功能之后，系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能主要是針對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應用。當1838V接收到遙控信號時，產(chǎn)生中斷，處理遙控數(shù)據(jù)，處理完后返回。 L298N電機驅動電路 紅外遙控接收模塊遙控接收使用紅外接收模塊1838，該接收模塊是一個三端元件，具有功耗低、抗干擾能力強、輸入靈敏度高的特點。 Input42A2A2輸入端，TTL電平兼容13；14Out3。 Input21A1A2輸入端，TTL電平兼容6；11EnableA。 SenseB電流監(jiān)測端，分別為兩個H橋的電流反饋腳，不用時可以直接接地2；3Out1。 L298N引腳圖。L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含二個H橋的高電壓大電流橋式驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，可驅動46伏、2安培以下的電機，工作溫度范圍從－25度到130度。： 超聲波測距報警模塊采用一個蜂鳴器，在連接到蜂鳴器之前，經(jīng)過一個三極管9012的放大。： 超聲波發(fā)射圖： 超聲波接收電路： 超聲波與單片機接口電路 15 超聲波測距顯示模塊在單片機應用系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。(4) 電平輸出：底0V(5) 感應角度：不大于15度該模塊的主要技術參數(shù)：(1) 使用電壓：DC5V(2) 靜態(tài)電流：小于2mA能和國外的SRF05,SRF02等超聲波測距模塊相媲美。RST：AT89S52 的復位信號輸入引腳，高電位工作，當要對芯片復位時，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個機器周期以上的時間，AT89S52便能完成系統(tǒng)復位的各項工作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設成已知狀態(tài)。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端。它采用外部振蕩器時，此引腳應接地。 AT89S52單片機芯片XTAL1：接外部晶振的一個引腳。具體步驟如下：(1) 根據(jù)實際電路的要求，選擇要使用哪些 I/O 端口，用 EQU 偽指令定義其相應的寄存器；(2) 初始化端口的數(shù)據(jù)輸出寄存器，應避免端口作為輸出時的開始階段出現(xiàn)不確定狀態(tài)，影響外圍電路正常工作；(3) 根據(jù)外圍電路功能，確定 I/O 端口的方向，初始化端口的數(shù)據(jù)方向寄存器。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。： 本設計經(jīng)過第三章的論證，選用了ATMEl公司生產(chǎn)的AT89S52單片機，AT89S52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8kB的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強大的微型計算機的AT89S52提供了高性價比的解決方案。綜合考慮：本系統(tǒng)采用采用9012電視機遙控器，方便簡單，而且市場上較多，價格便宜。方案三：采用目前最為流行軟包9012電視機遙控器 10第四章 硬件電路的設計 安陽工學院2011畢業(yè)論文 這種電視機遙控器，組成簡單，應用方便，在主電路中用一個接收頭，接受信號。方案一：采用自制矩陣遙控器采用矩陣鍵盤、主控器和光電二極管設計一個遙控器，電路設計較為復雜，而且還得編程。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。綜合考慮：本系統(tǒng)采用集成電路L298N,通過單片機輸出邏輯電平就可以控制小車電機的運動狀態(tài)。方案二：采用集成電路L298NH橋電路。每個電機都采用有四個三極管組成的H橋電路，三極管價格低廉，電路原理易懂。位選采用三極管電流驅動和開關的選擇。綜合考慮：本系統(tǒng)采用數(shù)碼顯示，方便直接，性價比高，功耗低。電路設計 9和程序設計都較為復雜。方案三：采用NOKIA5110 LCD液晶屏顯示NOKIA5110 LCD具有84*48點陣圖形顯示能力，可同時顯示4行，每行7個的12*12漢字，或者顯示6行，每行14個的6*8 ASCII碼字符。方案二：采用LCD12864液晶屏顯示LCD12864能夠顯示4行漢字，每行顯示8個漢字或16個字符。經(jīng)過綜合考慮，本題目采用第一套方案，選取IO口個數(shù)和ROM大小適合本系統(tǒng)的AT89S52單片機。方案三：使用MPS430，凌陽61單片機等16位單片機或者ARM系列單片機。ATMEGA系列是美國ATMEL公司生產(chǎn)的AVR 8位單片機中的高端產(chǎn)品，由于市場和技術原因，市場占有率挺高，采用精簡指令集系統(tǒng)。典型代表為AT89S5AT89S52，由美國ATMEL公司生產(chǎn)，后授權給中國臺灣某公司生產(chǎn)和銷售。 微處理器的選擇方案一：使用51單片機。采用這種控制器+數(shù)據(jù)采集獨立式的結構，其優(yōu)點是很明顯的，具體表現(xiàn)為：分工明確，可以使各部分各司其責，工作效率高,設計方便，可移植性好。本系統(tǒng)超聲波數(shù)據(jù)采集和控制既可分開也可融合到一個系統(tǒng)里面，超聲波數(shù) 8據(jù)采集系統(tǒng)主要是采集距離信息，并根據(jù)不同的信息發(fā)出不同頻率的聲音；控制系統(tǒng)主要負責控制小車。參考結構二：采用整體式結構，超聲波數(shù)據(jù)采集和控制在一起。 系統(tǒng)初步設計及可行性論證根據(jù)設計要求，本文設計了一個基于超聲波測距的紅外遙控小車，設計框圖如下： 系統(tǒng)框圖論證1：本系統(tǒng)的設計是否合理參考結構一：采用分離式結構，超聲波數(shù)據(jù)采集和控制分開。(2) 通過遙控器能夠對小車的前進、后退、左轉、右轉等運動狀態(tài)加以控制。當需要測量的距離H遠遠大于L時,則(24)變?yōu)? (25)所以,只要需要測量出超聲波傳播的時間t,就可以得出測量的距離H. 7第三章 方案論證及選擇 安陽工學院2011畢業(yè)論文 8第三章 方案論證及選擇 設計的任務要求設計一個超聲波測距報警系統(tǒng)，利用紅外遙控來小車的運行狀態(tài)。： 超聲波的測距原理 (21) (22)式中:L兩探頭之間中心距離的一半.又知道超聲波傳播的距離為: (23)式中:v—超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。聲速確 6定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。在使用時，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物面的距離s，即：s=340t/2。換能器在電脈沖激勵下可將電能轉換為機械能，向外發(fā)送超聲波；反之，當換能器處在接收狀態(tài)時，它可將聲能(機械能)轉換為電能。超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強。反之，如果兩電極間未外加電壓， 5當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。它有兩個壓電晶片和一個共振板。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 超聲波發(fā)生器為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設計和制成了許多超聲波發(fā)生器。超聲波傳感器的內(nèi)部結構由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。當所用壓電材料不變時，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可非常方便的改變其固有諧振頻率。發(fā)射超聲波時，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機械波作用，這將會使其產(chǎn)生機械變形，這種機械變形是與超聲機械波一致的，機械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機械波相同的電信號。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時，根據(jù)壓電效應，就會使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機械變形，這種機械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。當超聲波作用于晶片時，晶片受迫振動引起的形變可轉換成相應的電信號，是正壓電效應。傳感器的主要組成部分是壓電晶片。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產(chǎn)生交變的應變，從而產(chǎn)生超聲振動。屬于晶體的如石英，鈮酸鋰等，屬于壓電陶瓷的有鋯鈦酸鉛，鈦酸鋇等。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲波檢測中最常用的實現(xiàn)電能和聲能相互轉換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。由于工作頻率與應用目的不同，超聲波傳感器的結構形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲波檢測和診斷中習慣上都把超聲波傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動力型傳感器稱為“哨”或“笛”。電聲型主要有：1 壓電傳感器；2 磁致伸縮傳感器；3 靜電傳感器。超聲波傳感器是一種將其他形式的能轉變?yōu)樗桀l率的超聲能或是把超聲能轉變?yōu)橥l率的其他形式的能的器件。超聲波測距主要應用于倒車雷達、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場，例如液位、井深、管道長度等場合。同時基于超聲波測距系統(tǒng)具有以上的種種優(yōu)點，在汽車前進、倒車防撞測距的研制方面也得到了廣泛的應用。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于實現(xiàn)實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的指標要求，所以為了使移動機器人能夠自動躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的位置信息（距離和方向）?？稍诓煌? 2環(huán)境中進行距離準確度在線標定，可直接用于水、酒、糖、飲料等液位控制，可進行差值設定，直接顯示各種液位罐的液位、料位高度。由于超聲波測距是一種非接觸檢測技術，不受光線、被測對