【正文】 相繼研制成功。其中，煤炭科學(xué)研究院研制的 2000A 型超聲分析檢測儀，是一種內(nèi)帶微處理器的智能化測量儀器，全部操作都處于微處理器的控制管理之下，所有測量值，處理結(jié)果，狀態(tài)信息都在顯像管上顯示出來，并可接微型打印機(jī)打印。與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，設(shè)計(jì)新穎合理，功能齊全，在儀器設(shè)計(jì)上有重大突破和創(chuàng)新，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。再根據(jù)障礙物與車尾的距離遠(yuǎn)近情況發(fā)出警報(bào)。1．硬件電路設(shè)計(jì)主要包括：（1）單片機(jī)系統(tǒng)電路（2）顯示電路（3）超聲波發(fā)射電路（4）超聲波接受電路2．軟件程序設(shè)計(jì)主要包括：主程序、超聲波發(fā)射子程序、超聲波接收中斷程序以及顯示子程序等；3．選擇器件、焊接電路及運(yùn)行調(diào)試主要包括：超聲波發(fā)射與接收調(diào)試、顯示調(diào)試及總體系統(tǒng)調(diào)試等。超聲波測距主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、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。超聲傳感器是一種將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的超聲能或是把超聲能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的其他形式的能的器件。電聲型主要有：1 壓電傳感器；2 磁致伸縮傳感器；3 靜電傳感器。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動(dòng)力型傳感器稱為“哨”或“笛”。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實(shí)現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。屬于晶體的如石英，鈮酸鋰等，屬于壓電陶瓷的有鋯鈦酸鉛，鈦酸鋇等。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會(huì)產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動(dòng)。傳感器的主要組成部分是壓電晶片。當(dāng)超聲波作用于晶片時(shí)，晶片受迫振動(dòng)引起的形變可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，是正壓電效應(yīng)。超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時(shí)，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會(huì)使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機(jī)械波作用，這將會(huì)使其產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形是與超聲機(jī)械波一致的，機(jī)械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機(jī)械波相同的電信號(hào)。 壓電式超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板，當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。壓電陶瓷晶片有一個(gè)固定的諧振頻率，即中心頻率 f0。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。利用這一特性可制成各種頻率的超聲傳感器。金屬網(wǎng)也是起保護(hù)作用的，但不影響發(fā)射與接收超聲波。一、頻率特性, 圖 。而在 f0兩側(cè)，聲壓能級(jí)迅速衰減。另外，超聲波接收傳感器的頻率特性與發(fā)射傳感器的頻率特性類似。因此，超聲波接收傳感器具有很好的頻率選擇特性。如果 R較小，頻率特性變得光滑而具有較寬得帶寬，同時(shí)靈敏度也隨之降低。因此，超聲接收傳感器應(yīng)與輸入阻抗高的前置放大器配合使用，才能有較高得接收靈敏度。但離開超聲傳感器的空間某一點(diǎn)的聲壓是這些子波迭加的結(jié)果（衍射），卻有指向性。由于應(yīng)用要求限定，在這里使用脈沖反射式，即利用超聲的反射特性。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為 C=340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(S)，即：S=C*t/2=C*t0 （） 超聲波測距原理其中，t0=（T1+T2）/2，t0就是所謂的渡越時(shí)間。故在超聲波測量中，常使用 40KHz 的超聲波。由于超聲波發(fā)射與接收器件具有固有的頻率特性，具有很高的抗干擾性能。發(fā)射電路一般由振蕩和功放兩部分組成，負(fù)責(zé)向傳感器輸出一個(gè)有一定寬度的高壓脈沖串，并由傳感器轉(zhuǎn)換成聲能發(fā)射出去；接收放大器用于放大回聲信號(hào)以便記錄，同時(shí)為了使它能接收具有一定頻帶寬度的短脈沖信號(hào)，接收放大器要有足夠的頻帶寬度；收/發(fā)隔離則使接收裝置避開強(qiáng)大的發(fā)射信號(hào)；記錄/控制部分啟動(dòng)或關(guān)閉發(fā)射電路并記錄發(fā)射的瞬時(shí)及接收的瞬時(shí)，并將時(shí)差換算成距離讀數(shù)并加以顯示或記錄。超聲波接收器障礙物顯示器單片機(jī)報(bào)警電路超聲波發(fā)射器 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的選擇在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選擇合適的系統(tǒng)核心器件就成為能否成功完成設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵，而作為控制系統(tǒng)核心的單片機(jī)的選擇更是重中之重。一般來說，選擇單片機(jī)需要考慮以下幾個(gè)方面：1．單片機(jī)的基本性能參數(shù)。2．單片機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)。3．芯片的封裝形式。4．芯片的功耗。5．供貨渠道是否暢通、價(jià)格是否低廉。綜合考慮以上因素，選擇STC89C52作為本系統(tǒng)的控制部件。1．。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。PO口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線，～P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～3．?；竟ぷ髟硪约肮ぷ鞑襟E：(1)采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號(hào)。測試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S)/2。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。③ 體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 液晶顯示器的原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖LCD1602分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。 引腳接口說明表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第15腳：背光源正極。3．LCD1602內(nèi)部的控制器共有11條控制指令。 超聲波測距時(shí)序。一旦檢測到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)，回響信號(hào)的脈沖寬度與所測的距離成正比。注：此模塊不宜帶電連接，若要帶電連接，則先讓模塊的 GND 端先連接，否則會(huì)影響 模塊的正常工作。系統(tǒng)初始化發(fā)送超聲波脈沖等待反射超聲波脈沖LCD顯示結(jié)果計(jì)算距離開始 主程序流程圖主程序如下void main(void){ unsigned int valA,tempe=0,tempe1=0。 //play = 0。 //啟動(dòng)等待，等LCM講入工作狀態(tài) LCMInit()。 //延時(shí)片刻(可不要)// DisplayListChar(0, 0, mcustudio)。// ReadDataLCM()。 TempCyc10。 //延時(shí) //DisplayListChar(0, 1, Cls)。 //設(shè)T0為方式1，GATE=1； TH0=0。 ET0=1。 //開啟總中斷 Init_DS18B20()。 //讀溫度 tempe=ReadTemperature()。 WriteDataLCM(39。)。 WriteDataLCM(39。)。 WriteDataLCM(tempe/100+0x30)。 WriteDataLCM(tempe/10tempe/100*10+0x30)。 WriteDataLCM(39。)。 WriteDataLCM(tempe(tempe/100)*100(tempe/10tempe/100*10)*10+0x30)。 WriteDataLCM(39。)。 //讀溫度 WriteCommandLCM(0x88,1)。T39。 WriteCommandLCM(0x89,1)。=39。 WriteCommandLCM(0x8a,1)。 WriteCommandLCM(0x8b,1)。 WriteCommandLCM(0x8c,1)。.39。 WriteCommandLCM(0x8d,1)。 WriteCommandLCM(0x8e,1)。C39。 //delayms(60)。 RX=1。 for(valA=7510。valA) { if(RX==1) { Timer_Count()。其程序如下。 //啟動(dòng)一次模塊 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } 超聲波接收中斷程序設(shè)計(jì)。 void zd0() interrupt 1 //T0中斷用來計(jì)數(shù)器溢出,超過測距范圍 { flag=1。 }void Timer_Count(void){ TR0=1。 //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。 //計(jì)算} void Conut(void) { time=TH0*256+TL0。 TL0=0。 //算出來是MM if(S500) { beep = 0。 beep = 1。 // beep=0。 //beep =1。 } else { beep = 1。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[11])。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(4, 1, ASCII[11])。 //顯示M } else { disbuff[0]=S/1000。 disbuff[2]=S/10%10。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[disbuff[0]])。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[disbuff[1]])。 DisplayOneChar(4, 1, ASCII[disbuff[3]])。 //顯示M } } 顯示子程序設(shè)計(jì)。 //設(shè)定功能write_inst(0x38)。 //關(guān)閉顯示write_inst(0x01)。 //設(shè)定輸入模式write_inst(0x0e)。write_inst(0x01)指令作用為清空顯示屏，并將光標(biāo)移至左上角。寫入指令：void write_inst(char inst){ RS = 0。 //寫入指令模式 en = 1。 //寫入指令 en=0。 //檢查忙碌} 寫入數(shù)據(jù)：