基于52單片機的超聲波測距系統(tǒng)-課程設(shè)計-展示頁
2025-07-07 01:00本頁面
【正文】 ④控制數(shù)據(jù)的顯示。【系統(tǒng)設(shè)計】 本設(shè)計所做的超聲液位測量系統(tǒng)以STC89C52RC型單片機為控制核心，其外圍硬件電路包括超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、顯示電路、溫度補償電路等。單片機在發(fā)送脈沖的同時開始計時：超聲波遇到障礙物后的回波被超聲波接收換能器接收，其輸出的CX20106A處理后產(chǎn)生中斷信號中斷單片機的計時，這樣就得到了超聲波的傳輸時間，然后在中斷服務程序中根據(jù)測出的時間計算出距離并將標志位置1。硬件主要包括STC89C52RC單片機最小系統(tǒng)，超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、溫度檢測電路、顯示電路；軟件部分主要包括系統(tǒng)初始化模塊、超聲波驅(qū)動及信號處理模塊、顯示模塊等，軟件采用模塊化設(shè)計思想，可使程序設(shè)計思路消晰，便于調(diào)試。其具體原理步驟見圖12。在實際的電路中，使用單片機控制傳感器發(fā)射和判斷反射波。在遇到障礙物的情況下，超聲波會被反射回來。基于52單片機的超聲波測距系統(tǒng)【課設(shè)名稱】 基于52單片機的超聲波測距系統(tǒng)【課設(shè)目的】 通過設(shè)計此系統(tǒng)對大學所學習的單片機系統(tǒng)、Keil軟件和電路板焊接測試方法步驟進行綜合應用和復習，了解設(shè)計一個簡單硬件系統(tǒng)的基本步驟，為今后就業(yè)打好基礎(chǔ)?！緦嶒炂鞑暮凸ぞ摺? 器材：PC機，電路板，示波器，各種連線轉(zhuǎn)接口等，單片機最小系統(tǒng) 工具：Keil軟件 【工作原理】1. 物理學原理 超聲波的頻率高于聲波，這種機械波與聲波相比具有很強的指向性，并且由于其波長較短，其繞射能力較差，反射能力較強。根據(jù)發(fā)射波和反射波的時間差，就可以計算出探頭與障礙物之間的距離。（原理如圖11）圖11：超聲波測距物理原理圖2. 電路原理及數(shù)據(jù)： 從單片機的P3^7口產(chǎn)生一組40KHz 的超聲波，經(jīng)由發(fā)射模塊的發(fā)射探頭發(fā)出，緊接著超聲波接受模塊接收回波，經(jīng)由CX20106A產(chǎn)生一個負跳變引起單片機得外部中斷，通過計算發(fā)射到接收所經(jīng)歷的時間就可以很容易計算出超聲波與目標之間的距離。相關(guān)參數(shù)：1. 測量距離：50～1000mm2. 載波頻率：38KHz3. 工作電壓：DC5V4. 工作電流 ：30mA 典型，50mA 最大5. 輸出信號：5V方波6. 回波信號 ：負跳變產(chǎn)生的下降沿7. 下一次測量的延時：200 uS圖12 系統(tǒng)工作流程圖超聲波測距系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成。啟動超聲波測距系統(tǒng)進行測距時，首先由單片機發(fā)出38KHz的脈沖串，脈沖通過超聲波發(fā)射電路驅(qū)動超聲波發(fā)射換能器發(fā)出超聲波。中斷返回后再發(fā)送下一串脈沖，如此反復。它的各部分說明如下：（1）STC89C52RC單片機最小系統(tǒng)是超聲波液位計的核心部分，其主要任務是：①發(fā)出38KHz的脈沖串用來驅(qū)動超聲波發(fā)射換能器發(fā)出超聲波；②通過定時器T0對超聲波的傳輸時間進行計時；③根據(jù)測出的時間從而計算與障礙物的距離。（2）超聲波發(fā)送器包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射控制電路兩個部分，超聲波探頭選用CSB40T，可采用軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。（3）超聲波接收電路的核心器件是紅外解碼芯片CX20106A。（4）超聲波溫度補償電路主要是由溫度傳感器DS18B20測量當前溫度，并將采集到的數(shù)字信號直接傳送到單片機中；然后單片機將該數(shù)值代入公式算法中進行相應的計算，從而輸出經(jīng)過溫度補償?shù)妮^為準確的數(shù)值。單片機將其計算好的數(shù)據(jù)，通過軟件轉(zhuǎn)換為BCD碼直接輸出到LED上，這樣做比較方便，而且可以減少制作成本。驅(qū)動超聲發(fā)射探頭工作的方式很多，只要在探頭上施加一串其頻率與探頭中心頻率一致且能量足夠大的脈沖即可。本設(shè)計中采用的是由單片機發(fā)出38kHz的方波，單片機P3^7輸出的 38kHz方波信號一路經(jīng)一級反向
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