【正文】 es as follows. In the to calculate the, in the the detection distance aspects of through the launch of theside with the the time of the the receiving end is poor, in theory, the measured distance with its time difference into a linear the relationship between, so can through the the linear regression statistical methods calculate the actual distance of the seek distance relationship. The circuit simplifies the peripheral circuit, any more accurate measurements can be done, because it is programmed operation, its portability and scalability better. Hours of the design, the submodule design to achieve the function of each, and simplifies the debugging difficulty in the design process. Keywords:Ultrasonic Ranging, MCU control, LCD, alarm of distance ,linear regression 2 西華大學電子技術課程設計說明書 目錄 1 前言 該電路簡化了一些外圍電路，任能做到較 為精確的測量工作，由于是采用程控操作，所以其移植性和可擴展性還是較好。 1 西華大學電子技術課程設計說明書 基于 51 單片機的超聲波測距儀設計 摘要 ： 本方案以 stc89c52 為核心，通過編程（ C語言）來實現(xiàn)該單片機對外圍電路的適時控制，并提供給外圍電路各種所需的信號和接收超聲波反射回來的微小信號，包括頻率振蕩信號，時鐘信號，數(shù)據(jù)處理信號和顯示信號等等。其核心功能是對距離的檢測并實時的進行距離的顯示，在檢測距離方面通過發(fā)射端與接收端的時間差來計算，理論上所測距離與其時間差成線性關系，所以可以通過線性回歸統(tǒng)計方法求出實際距離與所求距離的關系。在設計時分，分模塊進行設計來實現(xiàn)各部分功能，簡化了在設計過程中的調試難度。 5 5 AT89S52型單片機介紹 6 8 4 軟件設計 15 15 超聲波測距子程序 17 5 系統(tǒng)調試 18 20 22 22 6 結論 23 23 對設計的進一步完善提出意見或建議 23 附錄一、相關設計程序 26 附錄二、設計圖和ＰＣＢ 36 3 西華大學電子技術課程設計說明書 1 前言 課題的研究背景和意義 超聲波是指頻率高于 20KHz的 聲 波 ，屬于機械波的范疇，遵循一般機械波在彈性介質中的傳播規(guī)律，如在介質的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進入介質后被介質吸收而發(fā)生衰減等，正是因為有這些性質，使得超聲波可以用于距離的測量，隨著經濟的發(fā)展， 科技水平的不斷提高，電子測量技術應用越來越廣泛，超聲波測量精度高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞，超聲波測距技術被廣泛的應用于人們生活和工作中。 還可以用于移動機器人的視覺系統(tǒng)中，這樣可使機器人自動躲避障礙物行走，及時獲得障礙物 的位置信息，同時超聲波測距系統(tǒng)具有以上的這些特點，在汽車倒車雷達的研制方面也得到了廣泛應用 [1]。常見的超聲波測距原理分為渡越時間法和相位差法兩種。在處理器方面大多以單片機為主，其中以 51系列應用最為廣泛，采用運算速度更快，效率更高 dsp芯片作為處理器，也正成為一個非常 活躍的研究方向。 4 西華大學電子技術課程設計說明書 2 總體方案設計 超聲波測距的原理 諧振頻率高于 20 kHz 的聲波稱為超聲波。利用超聲波的這種特性 , 常常用渡越時間檢測法進行距離的測量。若已知介質中聲速為 c, 回波到達時刻與發(fā)射波時刻的時間差為 t, 就可以計算出發(fā)射點與反射點的距離 s: s= (1) 超聲波 傳感器 的工作原理及結構圖 為了研究和利用超聲波 , 人們已經設計和制成了許多超聲波發(fā)生器。前者包括壓電型、磁致伸縮型和電動 型等 。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同 , 因而用途也各不相同 , 目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體諧振來工作的。當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，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產生超聲波，這時它就是超聲波發(fā)生器 。超聲波發(fā)射轉換器與 接受轉換器其結構稍有不同 [4]。超聲波模塊傳感器實現(xiàn)超聲波的發(fā)射和接收。 圖 工作原理 超聲波測距器工作原理：打開電源，整個電路通電，單片機執(zhí)行程序，對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設置定時器 T0工作模式，啟動 T0， 調用超聲波發(fā)生子程序，等待反射超聲波，計算距離，顯示距離；重復。 AT89C51 LED 顯示電路 接收 電路 發(fā)射 電路 鍵盤鍵入估測范圍 6 西華大學電子技術課程設計說明書 AT89S52 型單片機介紹 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash，256字 節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結構，全雙工串行口， 片內晶振及時鐘電路?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。其引腳圖如圖 3所示： P0 口： P0口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。對 P0端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0不具有內部上拉電阻。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。對 P1 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。 P2 口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。 在flash編程和校驗時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。對 P3 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。 P3口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用。 單片機 單片機的型號是 STC89C52，其主要外部 I/O連接如下： 表 1602顯示端口 1602讀 \寫控制 程序燒寫 發(fā)波端 接收端 9 西華大學電子技術課程設計說明書 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U2P89C51RC2BN/0112Y1XTAL30pFC130pFC210uFC41KR5GNDGNDVCCVCCGNDP00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P10P11P12P13P14P15P16P17VCCP34P35RXDTXDINT1INT0P25P26P27P23P24單片機模塊P37P36 圖 10 西華大學電子技術課程設計說明書