【正文】 航空航天大學(xué)出版社,1998，282283頁。單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù)，電子技術(shù)。沈陽：遼寧科技出版社。[21]九州。超聲波測距精度的探討[J]。電子產(chǎn)品世界。[19]薛紅宣。D18B20數(shù)字溫度計在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制。257274頁。超聲波檢測距誤差分析。TI:國外電子元器件,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：兵工自動化,。[13]牛余朋，成曙。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程[M]。285291頁。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)計與開發(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。[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)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，在此也一并表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)[1]胡平，超聲波測距儀的研制，計算機(jī)與現(xiàn)代化，[2]時德剛，劉嘩。同時，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，真是在這樣一個團(tuán)結(jié)友愛、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)計的同學(xué)們。在畢業(yè)設(shè)計論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計，借此機(jī)會，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，則可提高抗干擾能力。電路中除集成電路外，對各電子元件也無特別要求。外圍元件不是很多，所以調(diào)試不會太難。當(dāng)收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負(fù)跳變，在INT1端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。如果當(dāng)計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則定時器T0溢出中斷將外中斷1關(guān)閉，并將測距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測距不成功。超聲波測距儀主程序利用外中斷1檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（即INT1引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。超聲波測距儀的軟件設(shè)計主要有主程序、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。實驗證明用CX20106A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，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，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時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工作的。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。顯示電路采用簡單實用的128*64液晶模塊。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。超聲波測距儀硬件電路的設(shè)計主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。以數(shù)字的形式顯示測量距離。但是對設(shè)計有一個很好的理論基礎(chǔ)。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對測量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實驗分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實際使用的測量要求。根據(jù)實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量的間隔時間，以適應(yīng)不同距離的測量需要。根據(jù)測量范圍要求不同，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。超聲波測距儀的制作和調(diào)試都比較簡單，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，安裝時應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8cm，其余元件無特殊要求。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計時器T0停止計時，并將測距成功標(biāo)志字賦值1。超聲波發(fā)生子程序較簡單，但要求程序運行準(zhǔn)確。為了有利于程序結(jié)構(gòu)化和容易計算出距離，主程序采用C語言編寫。測出距離后結(jié)果將傳給LCD數(shù)碼顯示約5s，同時測量距離送語音模塊播報。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，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)，（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因）后，才打開外中斷1接收返回的超聲波信號。主程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器T0工作模式為16位定時計數(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，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負(fù)跳變，在INT0或INT1端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離。距離的計算公式為：d=s/2=(ct)/2 （41）其中，d為被測物與測距儀的距離，s為聲波的來回的路程，c為聲速，t為聲波來回所用的時間。超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，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無線發(fā)射與接收電路第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計超聲波測距儀的軟件設(shè)計主要有主程序、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。無線發(fā)射與接收電路見圖39 APC240無線通信模塊主要特點216。同時它還提供標(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。無線發(fā)射與接收電路采用APC240無線通信模塊。只需通過適當(dāng)?shù)脑L問地址就可以實現(xiàn)語音播報，使用方便，語音播報電路設(shè)計如圖38所示。功能多音質(zhì)好應(yīng)用范圍廣性能穩(wěn)定是WT588D系列語音單片機(jī)的特長，同時具有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?？梢燥@示84行1616點陣的漢字。內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。其顯示單元電路如圖67所示。圖35 DS18B20電路溫度補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。測溫電路圖35所示。圖34 超聲波檢測接收電路DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，測溫范圍為55～125℃，℃。7腳OUT：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。例如，取R=200kΩ時，fn≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。4腳GND：接地端。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，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。實驗證明用CX20106A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，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用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。輸出端采兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。20mA直流輸出電流，每個引腳（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，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。超聲波換能器內(nèi)部有兩個壓電晶片和一個換能板。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速C與溫度有關(guān)。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測距離。圖32，單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差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)由于程序出錯或者操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為了擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動。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30PF電容構(gòu)成的振蕩電路兩側(cè)，為電路提供正常的時鐘脈沖。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/計數(shù)器，串行口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)；216。 32個I/O口線；216。 4k字節(jié)Flash閃速存儲器；216。 低功耗空閑和掉電模式。 可編程串行UART通道。 6個中斷源。 32個可編程I/O口線。 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM。 三級加密程序存儲器。 全靜態(tài)操作：0Hz—24Hz。 1000吃擦寫周期。 4K字節(jié)可以重復(fù)擦寫Flash閃速存儲器。 與MCS—51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容。非易失性存儲技術(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存儲單元，功能強(qiáng)大AT89S51單片機(jī)可以為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，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)定的時鐘頻率，減小測量誤差。第三章 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計硬件電路的設(shè)計主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、語音播報電路、溫度補償電路、無線傳輸、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接受電路五部分。176。C至+85176。C至+125℃ 。獨特的一線接口，只需要一條口線通信多點能力，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電。但是考慮到成本問題我選用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的測溫范圍為55℃～+150℃。AD590是美國模擬器件公司生產(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償?shù)膯栴}。配套WTAPP上位機(jī)操作軟件可隨意更換WT588D語音單片機(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)擦除燒寫的語音單片機(jī)芯片。WT588D系列語音單片機(jī)是廣州唯創(chuàng)科技有限公司聯(lián)合臺灣華邦共同研發(fā)出來的集單片機(jī)和語音電路于一體的可編輯語音芯片。但是本設(shè)計不要求芯片有可以計算年、月、日、時、分、秒等信息的復(fù)雜功能?？梢杂嬎隳?、月、日、時、分、秒等信息，并可以將時間信息反饋給主控單片機(jī)。WT1380具有多種報警功能，定時器功能，時鐘輸出功能，中斷輸出功能以及語音播報功能。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、對比度等都不如CRT顯示器。優(yōu)點是顏色視覺效果好，視角寬，可靠性高，便宜；缺點是體積大耗電多，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。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路(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一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。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，輸出的能量最大，靈敏度