基于51單片機(jī)超聲波測距系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-08-06 13:14本頁面
【正文】 ；當(dāng)d的奇數(shù)倍時，兩波相互抵消合成幅度為0。 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用(1) 機(jī)械作用超聲波傳播過程中，會引起介質(zhì)質(zhì)點交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機(jī)械效應(yīng)。有時足以達(dá)到破壞介質(zhì)的程度。(3) 熱學(xué)作用如果超聲波作用于介質(zhì)時被介質(zhì)所吸收，實際上也就是有能量吸收，同時，由于超聲波的振動，使介質(zhì)產(chǎn)生強烈的高頻振蕩介質(zhì)相互摩擦產(chǎn)生熱熱量，這種能量使介質(zhì)溫度升高。壓電陶瓷片具有如下特性：當(dāng)在其兩端加上大小和方向不斷變化的交流電壓時，就會產(chǎn)生“壓電效應(yīng)”，使壓電陶瓷也產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形的大小以及方向與外加電壓的大小和方向成正。反之，如果由超聲波機(jī)械振動作用于陶瓷片使其發(fā)生微小的形變時，那么壓電晶片也會產(chǎn)生與振動頻率相同的微弱的交流信號。超聲測距大致有以下方法：① 取輸出脈沖的平均值電壓，該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比，測量電壓即可測得距離；② 測量輸出脈沖的寬度，即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t，故被測距離為 S=1／2vt。由于超聲波的聲速與溫度有關(guān)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速基本不變 。超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。超聲波測距的算法設(shè)計: 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鐘340米（15℃時）。超聲波發(fā)出到遇到返射物返回的距離如下： 圖 三. 系統(tǒng)硬件的具體設(shè)計與實現(xiàn) 系統(tǒng)原理和框圖超聲波測距系統(tǒng)硬件組成如圖31所示。 C P U數(shù)碼管顯示電路蜂鳴器報警電路超聲波發(fā)送接收模塊電源圖31 系統(tǒng)設(shè)計框圖啟動超聲波模塊發(fā)送，計時等待接收，并經(jīng)過計算，將測到的結(jié)果通過三位共陽數(shù)碼管顯示出來，當(dāng)超時沒有接收到超聲波回復(fù)時，數(shù)碼管顯示三個負(fù)號，表示距離太遠(yuǎn)，當(dāng)測量距離低于40cm而大于30cm時，點亮LED提示，當(dāng)測量距離低于30cm時，亮燈并啟動蜂鳴器報警。 由于單片計算機(jī)具有體積小，重量輕，耗電少，功能強和價格低等特點，又由于數(shù)據(jù)大多是在芯片內(nèi)傳送處理，所以運行速度快，抗干擾能力強。單片機(jī)具有通訊接口，用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)與主機(jī)可并行工作，大大地提高了系統(tǒng)的運行速度，所以在網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域也得到了越來越多的應(yīng)用。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 AT89C51外形及引腳圖 AT89C51管腳說明VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 —RXD：串行輸入口 —TXD：串行輸出口 —/INT0：外部中斷0 —/INT1：外部中斷1 —T0：記時器0外部輸入 —T1：記時器1外部輸入 —/WR：外部數(shù)據(jù)存儲器 —/RD：外部數(shù)據(jù)存儲器P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 AT89C51主要特性* 與MCS51 兼容* 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器* 壽命：1000寫/擦循環(huán)* 數(shù)據(jù)保留時間：10年* 全靜態(tài)工作：0Hz24Hz* 三級程序存儲器鎖定* 128*8位內(nèi)部RAM* 32可編程I/O線* 兩個16位定時器/計數(shù)器* 5個中斷源* 可編程串行通道* 低功耗的閑置和掉電模式* 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 超聲波測距模塊HCSR04 產(chǎn)品特點HCSR04超聲波測距模塊可提供2cm—400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可高達(dá)3mm，模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。(4) 測試距離=(高電平時間*聲速(340m/s))/2； 電氣參數(shù) HCSR04電氣參數(shù)電氣參數(shù)HCSR04超聲波模塊工作電壓DC 5V工作電流15mA工作頻率40KHz最遠(yuǎn)射程4m最近射程2cm輸入出發(fā)信號10us的TTL脈沖輸出回響信號輸出TTL電平信號，與射程成比例規(guī)格尺寸45*20*15mm 超聲波時序圖 超聲波模塊時序圖，表明只要提供一個10us以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個40KHz周期電平并檢測回波?；仨懶盘柕拿}
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