超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體傳感器與檢測技術(shù)課程設(shè)計(jì)報告-文庫吧資料
2025-06-10 16:07本頁面
【正文】 斷 入 口關(guān) 外 部 中 斷讀 取 時 間 值計(jì) 算 距 離結(jié) 果 輸 出開 外 部 中 斷返 回 圖 10 外部中斷服務(wù)子程序 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。 超聲波發(fā)射子程序和超聲波接收中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個左右超聲波脈沖信號（頻率約 40kHz 的方波），脈沖寬度為 12μs 左右，同時把計(jì)數(shù)器 T0 打開進(jìn)行計(jì)時。然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測量過程。 11 單 片 機(jī) 初 始 化定 時 器 初 始 化顯 示 測 量 值開 始開 外 部 中 斷等 待 中 斷 圖 8 主 程序流程圖 由于采用的是 12MHz 的晶振，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個數(shù)就是 1μs，當(dāng)主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（ 42）計(jì)算，即可得被測物體與測距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時取 20℃ 時的聲速為344m/s 則有： d=(c? t)/2=172T0/10000cm （ 42） 其中， T0 為計(jì)數(shù) 器 T0 的計(jì)算值。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P1 清 0。 定時中斷服務(wù)子程序完成單方向超聲波的發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。 主程序流程圖 軟件分為兩部分，主程序和 中斷服務(wù)程序，如圖 圖 圖 10 所示。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機(jī)內(nèi)部的定時器 T0，利用定時器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。這樣只要計(jì)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。我們知道語言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時間，而超聲波測距儀的程序需要有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時），所以控制程序可采用 C 語言編程。只需通過適當(dāng)?shù)脑L問地址就可以實(shí)現(xiàn)語音播報，使用方便，語音播報電 路設(shè)計(jì)如圖 7所示?？煽刂频恼Z音地址位能達(dá)到 220個。軟件操作方式簡潔易懂，撮合了語音組合技術(shù)，大大減少了語音編輯的時間。 WT588D讓語音芯 片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機(jī)電路，高度集成的單片機(jī)技術(shù) 9 足于取代復(fù)雜的外圍控制電路。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，彌補(bǔ)了以往各類語音芯片應(yīng)用領(lǐng)域狹小的缺陷， 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，讓應(yīng)用人員能將產(chǎn)品投放在幾乎可以想象得到的場所。考慮各種因素，本設(shè)計(jì)選用動 態(tài)驅(qū)動顯示，其顯示電路如圖 6所示。當(dāng)需要顯示的位數(shù)增加時，所需的器件和連線也相應(yīng)增加，成本也增加。單 片機(jī)只需要把要顯示的字形段碼發(fā)送到接口電路并保持不變即可，如果要顯示新的數(shù)據(jù)，再發(fā)送新的字形段碼。 圖 5 超聲波檢測接收電路 8 顯示單元電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，發(fā)光二極管 LED顯示器常用兩種驅(qū)動方式：靜態(tài)顯示驅(qū)動和動態(tài)顯示驅(qū)動。 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，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。 5腳 RC0：該腳與電源端 VCC接入一個電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心率， 阻值越大，中心頻率越低。 3腳 C0：該腳與 GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為 。增大電阻 R或減小 C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 CX20xx6A引腳功能如下： 1腳 IN：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kΩ。 圖 4 超聲波發(fā)射電路 7 超聲波 檢測 接收電路 超聲波接收電路 CX20xx6A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。20mA 直流輸出電流，每個引腳（輸出） 177。 反相器74LS04 參數(shù)如表 1 所示。因此，復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的一部分。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。 AT89S51 功能特性概述 ? 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器； ? 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ? 32 個 I/O 口線； ? 兩個 16 位定時器 /計(jì)時器； ? 一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)； ? 一個全雙工串行口通信； ? 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 AT89S51 是 具有低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含有 4Kbytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，其引腳圖如圖 2 所示。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。同時， AT89S51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 （ 3）語音播報芯片 WT588D： WT588D 是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫
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