【正文】 0進行計時，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時，單片機需要延時約 2ms時間（這也就 是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因，稱之為盲區(qū)值）后，才啟動對單片機 。測距間隔中，整個程序主要進行循環(huán)顯示測量結(jié)果。置位總中斷允許位 EA。超聲波測距的程序既有較復(fù)雜的計算（計算距離時），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用 C語言編程。報警輸出電路如圖 37。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 8 方式一：報警信號由單片機 端口輸出，繼電器輸出，可驅(qū)動較大的負載，電路由電阻 R三極管 BG繼電器 JDQ 組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，繼電器吸合，測量值高于設(shè)定的報警值時，繼電器斷開。 6伏交流是經(jīng)過整流二極管D1D4整流成脈動直流后，經(jīng)慮波電容 C1慮波后形成直流電，為保證單片機系統(tǒng)的可電，供電路中由5伏的三端稱 壓集成電路進行穩(wěn)壓后輸出 5伏的真流電供整個系統(tǒng)用電，為進一步提高電源質(zhì)量， 5伏的直流電再次經(jīng)過 C C4濾波。數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示，段碼湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 7 輸出端口為單片機的 P2口，位碼輸出端口分別為單片機的 、 、 ,數(shù)碼管位驅(qū)運用 PNP三極管 S9012三極管驅(qū)動。該接收電路結(jié)構(gòu)簡單，性能較好，制作難度小。放大的信號通過檢波電路得到解調(diào)后的信號，即把多個脈沖波解調(diào)成多個大脈沖波。接收到的信號加到 BG BG2組成的兩級放大器上進行放大。 圖 34 超聲波測距接收單元 由于反射回來的超聲波信號非常微弱，所以接收 電路需要將其進行放大。s的方波信號，頻率分別為 。s，所以只能產(chǎn)生半周期為 12181。每隔半周期時間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生 40kHz方波。方波的周期為 1/40ms，即 25181。由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負跳變，輸入單片機的 P3 腳。 40kHz的方波由 AT89S51單片機的 ，經(jīng) BG1推動超聲波脈沖變壓器，在脈沖變壓器次級形成 60VPP的電壓，加載到超聲波發(fā)送頭上，驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。超聲波發(fā)射電路由電阻 R三極管 BG超聲波脈沖變壓器 B及超聲波發(fā)送頭 T40構(gòu)成，超聲波脈沖變壓器，在這里的作用是提高加載到超聲波發(fā)送頭兩產(chǎn)端的電壓，以提高超聲波的發(fā)射功率，從而提高測量距離。如圖 32。由 K1，K2組成測距系統(tǒng)的按鍵電路。單片機將測得的時間與聲速相乘再除以 2即可得到測量值，最后經(jīng) 3位數(shù)碼管將測得的結(jié)果顯示出來。 超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過接收電路處理后，向單片機 。單片機用 40kHz的方波信號， 超聲波接收模塊 超聲波發(fā)射模塊 單片機控制系統(tǒng) （AT89S51） 顯示模塊 鍵盤模塊 供電單元 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 5 輸出的返回信號。單片機采用 AT89S51。 系統(tǒng)模塊設(shè)計 本系統(tǒng)由單片機 AT89S51控制，包括單片機系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成，如圖 31 所示。單片機用 40kHz的方波信號， 口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。 圖 31 系統(tǒng)設(shè)計框圖 硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路、報警輸出電路、供電電路等幾部分。 發(fā)射電路由單片機輸出端直接驅(qū)動超聲波發(fā)送。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 4 系統(tǒng)設(shè)計總體框圖 按照系統(tǒng)設(shè)計的功能的要求，初步確定設(shè)計系統(tǒng)由單片機主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個模塊組成。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 3 系統(tǒng)任務(wù)要求： ； CCC； 15℃，測距精度變化 1%。當(dāng)收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，單片機檢測到這個負跳變信號后，停止內(nèi)部計時器記時，讀取時間，計算距離 ,測量結(jié)果輸出給 LED顯示。 本系統(tǒng)利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時。 通過超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，單片機在發(fā)射時刻同時開始計時，超聲波在空氣中傳湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 2 播，途中碰到障礙物就立即反射回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。 課題主要內(nèi)容 通過上節(jié)介紹我們知道，以單片機為核心的 超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計簡單、方便，而且測精度能達到工業(yè)要求。 利用單片機準確計時，測距精度高，而且單片機控制方便，計算簡單。 圖 11 基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)框圖 這種以單片機為核心的超聲波測距系統(tǒng)通過單片機記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。超聲波波經(jīng)反射物反射回來后，由傳感器接收端接收，再經(jīng)接收電路放大、整形，控制單片機中斷口。對本課題的研究與設(shè)計，還能進一步提高自己的電路設(shè)計水平，深入對單片機的理解和應(yīng)用。 超聲波測距系統(tǒng)主要應(yīng)用于汽車的倒 車雷達、機器人自動避障行走、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。比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等等，其中，超聲波傳感器在測量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。 0 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 AT89S51 單片機超聲波測距說明書 系 別： 電子工程系 年 級： 092 班 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 姓 名： 林茂靜 學(xué) 號： 導(dǎo)師姓名： 職 稱： 2021 年 06 月 10 日 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 說明書 目錄 .................................................................. 1 課題背景及研究的目的和意義 ....................................... 1 基于單片機的超聲波測距系統(tǒng) ........................................ 1 課題主要內(nèi)容 ...................................................... 1 統(tǒng)設(shè)計技術(shù)參數(shù) 要求 .................................................. 3 系統(tǒng)任務(wù)要求： .................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)： .......................................... 3 .............................................................. 4 系統(tǒng)設(shè)計總體框圖 .................................................. 4 系統(tǒng)模塊設(shè)計 ...................................................... 4 單片機系統(tǒng)與按鍵設(shè)計 ........................................... 5 超聲波發(fā)射 和 接收電路 ........................................... 5 顯示電路 ....................................................... 6 供電電路 ....................................................... 7 報警輸出電路 ................................................... 7 .............................................................. 9 主程序設(shè) 計 ...........................................