單片機課程設(shè)計之超聲波測距(電信1002班唐建軍)-在線瀏覽
2025-03-05 10:52本頁面
【正文】 ............................21 總結(jié)..................................................................................................................21 仿真結(jié)果..........................................................................................................22 實物拍攝..........................................................................................................23九、參考文獻(xiàn)..........................................................................................................25一、功能要求超聲波測距器可應(yīng)用于汽車倒車。~，測量精度為1cm。二、方案論證 由于超聲波指向性強，能量消耗慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；另一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波各不相同，因而用途也各不相同。 根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，本例決定采用AT89C52單片機作為主控器，用動態(tài)掃描法實現(xiàn)LED數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機的定時器完成。系統(tǒng)采用12MHZ高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時鐘頻率，并減小測量誤差。顯示電路采用簡單實用的4位共陽LED數(shù)碼管，段碼用74LS244驅(qū)動，位碼用PNP三極管驅(qū)動。同名段選端各自相連，然后7位段選端口接到P0口，位選端接到P2口。在位選端加一個高電壓，段選端加一個低電壓，那么再加上上拉電阻的作用，便可以保證LED的兩端形成一個壓差，這樣LED就點亮了。發(fā)射電路主要由反向器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端可以提高超聲波的發(fā)射速度。兩個上拉電阻一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力；另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，以縮短其自由振蕩的時間。超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。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。超聲波換能器結(jié)構(gòu)圖 集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。實驗證明，用CX20106A接收超聲波（無信號的輸出高電平）具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。超聲波檢測接收電路四、 系統(tǒng)程序的設(shè)計 超聲波測距器的軟件設(shè)計主要由主程序、超聲波程序發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。下面對超聲波測距器的算法。超聲波測距器原理圖TR障礙物主程序首先要對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器工作模式為16位定時、計數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并對顯示端口P0和P2清0；然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖。由于采用12MHZ晶振，計數(shù)器每記一個數(shù)就是1us，取20℃時的超聲波傳輸速度v=344m/s,則d=(vt)/2=344t/2=(172T0/106)m=(172T0 /10000)cm其中T0為中斷T0的計數(shù)值。開始系統(tǒng)初始化發(fā)送超聲波脈沖等待反射超聲波計算距離顯示結(jié)果主程序流程圖如下： （頻率約40KHZ的方波），脈沖寬度為12us左右，同時把計數(shù)器T0打開進(jìn)行計時。超聲波測距主程序利用外中斷0檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回的超聲波信號（即INT0引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入超聲波接收中斷程序。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0關(guān)閉，并將測距成功標(biāo)志字賦值2，表示本次測距不成功。//個位選通sbit s1=P2^6。//百位選通sbit s3=P2^4。//小數(shù)點sbit in=P3^2。//40KHz方波輸出腳define seg P0 //數(shù)碼管的數(shù)據(jù)口為P1口define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefi
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