基于51單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明-在線瀏覽
2025-08-06 13:13本頁(yè)面
【正文】 過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)測(cè)量結(jié)果加以數(shù)值校正。距離計(jì)算公式：d=S2=CT2 （21）其中d為被測(cè)物與測(cè)距器的距離，s為聲波的來(lái)回路程，c為聲波，t為聲波來(lái)回所用的時(shí)間。C=+ （22）如果要提高測(cè)距精確度，則必須考慮溫度的影響，也可取室溫簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，將溫度傳感器作為擴(kuò)展電路，在力所能及的情況下完成。實(shí)物如圖21所示：圖21 HCSR04模塊實(shí)物圖HCSR04工作原理及說(shuō)明：給Trig觸發(fā)控制信號(hào)IO端口至少10us的高電平信號(hào)。有信號(hào)返回時(shí)，Echo回響信號(hào)輸出端口輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。如圖22所示：圖22 HCSR04工作原理 LCD1602顯示屏LCD1602顯示屏實(shí)物如圖23所示：圖23 LCD1602顯示屏LCD1602電路原理圖如圖24所示：圖24 LCD1602電路原理圖 IAP單片機(jī)IAP15F2K61S2單片機(jī)為增強(qiáng)型8051CPU，具有1個(gè)單時(shí)鐘/機(jī)器周期，～，速度比普通的8051快8～12倍；61K字節(jié)片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)大容量2048字節(jié)的SRAM，大容量的片內(nèi)EEPPOM，擦寫(xiě)次數(shù)在10萬(wàn)次以上；一共有8道10位高速ADC，速度高達(dá)30萬(wàn)次/s，3路PWM還可當(dāng)3路DA使用；共有3通道比較單元，內(nèi)部高可靠復(fù)位，8級(jí)可選復(fù)位門(mén)檻電壓，徹底省掉外部復(fù)位電路。兩組高速異步串行通信端口，可以在5組管腳之間進(jìn)行切換，分時(shí)復(fù)用可當(dāng)5組串口使用；各種接口擴(kuò)展齊全，一根USB線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供電、程序下載及通信功能。單片機(jī)的復(fù)位及晶振電路都是常見(jiàn)的接法，電源用一個(gè)按鍵控制接通與斷開(kāi)，使得程序下載變得方便。 時(shí)鐘電路單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。如圖28所示：圖28 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)在控制中作為控制器，用于對(duì)超聲波模塊的控制和計(jì)時(shí)，顯示電路主要實(shí)時(shí)顯示測(cè)量數(shù)值。最后通過(guò)程序設(shè)計(jì)將計(jì)算出的距離顯示到LCD1602液晶顯示屏上。Keil 4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是一個(gè)窗口化的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它集成了功能強(qiáng)大的編輯器、工程管理器以及各種編譯工具Keil 4使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大，是設(shè)計(jì)者完成設(shè)計(jì)任務(wù)的重要保證，還能加速單片機(jī)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測(cè)距器會(huì)有一個(gè)最小測(cè)距離的原因）后，才打開(kāi)外中斷0接收返回的超聲波信號(hào)。超聲波測(cè)距程序見(jiàn)附錄。通過(guò)了解，我們知道了FPGA的方便，可以用語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的功能，進(jìn)而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其電路的設(shè)計(jì)，幫助我們簡(jiǎn)化了很多步驟，在這一周的學(xué)習(xí)當(dāng)中，我們首先學(xué)會(huì)了如何用語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)流水燈的設(shè)計(jì)，以及其基本的設(shè)計(jì)思路和方法還有quartus2軟件的使用方法，繼而學(xué)會(huì)了如何捕捉上升沿，這個(gè)很重要，對(duì)于以后我們工作能夠起很大的作用，最主要的是我們學(xué)到了很多電路設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)，這些是我們平常在書(shū)本上學(xué)不到的，能夠幫助我們?cè)谝院蟮墓ぷ鳟?dāng)中節(jié)省很多的時(shí)間，創(chuàng)造了很多捷徑，能夠提高我們的效率。并且還需要對(duì)于測(cè)完的距離進(jìn)行顯示，這時(shí)就需要顯示裝置，這里我們用的是LCD 1602A顯示屏。我在焊接完板子之后，要進(jìn)行測(cè)試，首先測(cè)試顯示裝置，由于沒(méi)
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