基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_第1頁(yè)
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基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄TOC\o"1-3"\u摘

要 3第一章緒論 51.1超聲波測(cè)距研究意義及發(fā)展概況 51.1.1超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究的意義 51.1.2超聲波測(cè)距系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展的概況 51.2超聲波特性及超聲換能器現(xiàn)狀 61.2.1超聲波及其特性 61.2.2超聲換能器現(xiàn)狀 81.3課題的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 9第二章超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)方案 102.1超聲波發(fā)生器及測(cè)距原理 102.1.1超聲波發(fā)生器 102.1.2壓電式超聲波發(fā)生器原理 102.1.3超聲波測(cè)距原理 102.2系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì) 11第三章硬件電路設(shè)計(jì)介紹 133.1AT89C52介紹 133.2單片機(jī)最小系統(tǒng) 153.3超聲波模塊 163.3.1超聲波發(fā)射電路 163.3.2超聲波接收電路 173.4HC-SR04超聲波集成模塊 183.5數(shù)碼管顯示模塊 193.6電源模塊 20第四章軟件設(shè)計(jì) 214.1主程序設(shè)計(jì) 214.2中斷處理程序流程 22結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄一電路原理圖 30附錄2程序清單 31附錄3實(shí)物展示 36摘

要隨著科技的發(fā)展,人們生活水平的提高,城市發(fā)展建設(shè)加快,城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展,其狀況不斷改善。但是,由于歷史原因合成時(shí)間住的許多不可預(yù)見(jiàn)因素,城市給排水系統(tǒng),特別是排水系統(tǒng)往往落后于城市建設(shè)。因此,經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)挖已經(jīng)建設(shè)好的建筑設(shè)施來(lái)改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象。城市污水給人們帶來(lái)了困擾,因此箱涵的排污疏通對(duì)大城市給排水系統(tǒng)污水處理,人們生活舒適顯得非常重要。而設(shè)計(jì)研制箱涵排水疏通移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)控制系統(tǒng),保證機(jī)器人在箱涵中自由排污疏通,是箱涵排污疏通機(jī)器人的設(shè)計(jì)研制的核心部分??刂葡到y(tǒng)核心部分就是超聲波測(cè)距儀的研制。因此,設(shè)計(jì)好的超聲波測(cè)距儀就顯得非常重要了。

本設(shè)計(jì)采用以AT89S52單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì),由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。各探頭的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理,實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案,最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性良好,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí),可以有效地解決汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控[2]。

關(guān)鍵詞:AT89s52;

超聲波;測(cè)距

Abstract

With

the

development

of

science

and

technology,

the

improvement

of

people's

standard

of

living,

speeding

up

the

development

and

construction

of

the

city.

urban

drainage

system

have

greatly

developed

their

situation

is

constantly

improving.

However,

due

to

historical

reasons

many

unpredictable

factors

in

the

synthesis

of

her

time,

the

city

drainage

system.

In

particular

drainage

system

often

lags

behind

urban

construction.

Therefore,

there

are

often

good

building

excavation

has

been

building

facilities

to

upgrade

the

drainage

system

phenomenon.

It

brought

to

the

city

sewage,

and

it

is

clear

to

the

city

sewage

and

drainage

culvert

in

the

sewage

treatment

system.

comfort

is

very

important

to

people's

lives.

Mobile

robots

designed

to

clear

the

drainage

culvert

and

the

automatic

control

system

Free

sewage

culvert

clear

guarantee

robot,

the

robot

is

designed

to

clear

the

culvert

sewage

to

the

core.

Control

System

is

the

core

component

of

the

development

of

ultrasonic

range

finder.

Therefore,

it

is

very

important

to

design

a

good

ultrasonic

range

finder.

At

the

core

of

the

design

using

AT89S52

low-cost,

high

accuracy,

Micro

figures

show

that

the

ultrasonic

range

finder

hardware

and

software

design

methods.

Modular

design

of

the

whole

circuit

from

the

main

program,

pre

subroutine

fired

subroutine

receive

subroutine.

display

subroutine

modules

form.

SCM

comprehensive

analysis

of

the

probe

signal

processing,

and

the

ultrasonic

range

finder

function.

On

the

basis

of

the

overall

system

design,

hardware

and

software

by

the

end

of

each

module.

The

research

has

led

to

the

discovery

that

the

software

and

hardware

designing

is

justified,

the

anti-disturbance

competence

is

powerful

and

the

real-time

capability

is

satisfactory

and

by

extension

and

upgrade,

this

system

can

resolve

the

problem

of

the

car

availably,

building

construction

the

position

of

the

workplace

and

some

industries

spot

supervision.

Key

words:AT89S52;

Silent

Wave;Measure

Distance

第一章緒論由于超聲波指向性強(qiáng),能量消耗緩慢,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(cè)量,如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制,并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求,因此在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用[1]。1.1超聲波測(cè)距研究意義及發(fā)展概況由于超聲波指向性強(qiáng),能量消耗緩慢,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(cè)量,如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制,并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求,因此在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。下面就介紹一下超聲波測(cè)距研究意義及發(fā)展概況。1.1.1超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究的意義道路交通事故是現(xiàn)代社會(huì)的一大公害,與之相關(guān)的先進(jìn)安全技術(shù)研究日益受到重視?;谥悄芙煌ㄏ到y(tǒng)的汽車防撞系統(tǒng)是先進(jìn)安全技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)展了相關(guān)的研究,但迄今為止在該領(lǐng)域還存在許多尚未解決的問(wèn)題。探討和研究一種在高速公路汽車防撞系統(tǒng)。在正常行駛時(shí),該系統(tǒng)不報(bào)警,當(dāng)自車與前車之間的距離小于所設(shè)定的安全距離并有可能發(fā)生碰撞時(shí),該系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信息,提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施,以避免碰撞事故的發(fā)生。高速公路汽車防撞系統(tǒng)的研究符合國(guó)內(nèi)外汽車智能化的發(fā)展趨勢(shì),該系統(tǒng)的應(yīng)用可以保證高速運(yùn)行車輛的安全性,提高公路運(yùn)輸效率,具有廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)前景[2]。特別是在空氣測(cè)距中,由于空氣中波速較快,其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測(cè)出來(lái),具有很高的分辨力,因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高。如今,超聲測(cè)距技術(shù)在國(guó)防、汽車工業(yè)、公路監(jiān)測(cè)及日常生活中也無(wú)處不在。1.1.2超聲波測(cè)距系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展的概況迄今為止,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者均著眼于測(cè)距傳感器的研究。能夠全天候工作的毫米波雷達(dá)是最為理想的測(cè)距傳感器,這己是目前國(guó)際上公認(rèn)的結(jié)論。超聲測(cè)距傳感器也可以全天候工作,而且價(jià)格低廉、便于安裝使用,也是一種較為理想測(cè)距傳感器。因此,倘若不考慮從國(guó)外進(jìn)口價(jià)格昂貴的毫米波雷達(dá),那么,超聲傳感器的作用距離問(wèn)題,就成了當(dāng)前開(kāi)發(fā)超聲測(cè)距系統(tǒng)的瓶頸制約。根據(jù)聲學(xué)理論,超聲換能器的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率、超聲波傳播過(guò)程的能量衰減和回波接收電路的處理增益是影響超聲傳感器作用距離的主要因素。因此,為擴(kuò)大超聲測(cè)距的范圍,不能僅僅依賴于大功率超聲測(cè)距傳感器,還必須從以下兩個(gè)方面采取措施:其一、優(yōu)化換能器的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子線路和機(jī)電阻抗匹配參數(shù),以提高換能器的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率;其二、增加濾波電路或采用基于微處理器的自適應(yīng)噪聲抵消器對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,增大后續(xù)信號(hào)處理算法的處理增益,以提高超聲測(cè)距儀的輸出信噪比。只有這樣,才可能研制出功耗低、量程大(20~40m)而且價(jià)格低廉的超聲測(cè)距系統(tǒng)。毋庸置疑,超聲傳感器的研制成功,不僅有益于促進(jìn)科技進(jìn)步、加快國(guó)內(nèi)超聲測(cè)距系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程,而且具有相當(dāng)廣闊的市場(chǎng)前景。1.2超聲波特性及超聲換能器現(xiàn)狀具備發(fā)送和接收超聲波功能的裝置,稱為超聲換能器,習(xí)慣上稱為超聲傳感器或超聲波探頭。下面,簡(jiǎn)要介紹一下超聲波特性和超聲換能器現(xiàn)狀。1.2.1超聲波及其特性超聲波具有較好的指向性—頻率越高,指向性越強(qiáng)。這在諸如探仿和水下聲通訊等應(yīng)用場(chǎng)合是主要的考慮因素。頻率高時(shí),相應(yīng)地波長(zhǎng)將變短,因而波長(zhǎng)可與傳播超聲波的試樣材料的尺寸相比擬。甚至波長(zhǎng)可遠(yuǎn)小于試樣材料的尺.這在厚度尺寸很小的測(cè)量應(yīng)用中以及在高分辨率的探傷應(yīng)用中是非常重要的。超聲波用起來(lái)很安靜,這一點(diǎn)在高強(qiáng)度工作場(chǎng)合尤為重要。這些高強(qiáng)度的工作用可聞?lì)l率的聲波來(lái)完成時(shí)往往更有效,然而遺憾的是,可聞聲波工作時(shí)所產(chǎn)生的噪聲令人難以忍受,有時(shí)甚至是對(duì)人體有害的。超聲波的應(yīng)用被嚴(yán)格地區(qū)分為低強(qiáng)度應(yīng)用和高強(qiáng)度應(yīng)用兩類”。在低強(qiáng)度應(yīng)用類中,超聲波或是用來(lái)研究試樣材料的特性,或是用來(lái)作為控制手段。絕大多數(shù)情況是被測(cè)材料本身經(jīng)受不起結(jié)構(gòu)上的持久變形或是經(jīng)受不起化學(xué)特性上的變化,才采用低強(qiáng)度超聲波作為測(cè)試手段的。許多低強(qiáng)度應(yīng)用場(chǎng)合中所用的超聲波,其頻率都很高,典型的工作頻率是在兆赫茲的范圍內(nèi),而其聲功率的范圍則較寬,一般可從數(shù)微瓦到數(shù)十毫瓦。在高強(qiáng)度應(yīng)用類中,超聲波通常是用來(lái)改變它所通過(guò)的物質(zhì)的性質(zhì)。高強(qiáng)度應(yīng)用幾乎總是在低頻的情況下進(jìn)行的,通常就把工作頻率選在剛好高出可聞聲頻的上限處,而其聲功率則可以從數(shù)毫瓦至上千瓦。現(xiàn)代聲學(xué)已經(jīng)涵蓋了從“10~10”Hz的頻率范圍,相當(dāng)于從大約3小時(shí)振動(dòng)一次的次聲到波長(zhǎng)短于固體中原子間距的分子熱振動(dòng)。振動(dòng)頻率在16Hz~20kHz之間的機(jī)械波,能為人耳所聞,稱為聲波;低于16Hz的機(jī)械波,稱為次聲波;高于20kHz的機(jī)械波,稱為超聲波,而高于100MHz的機(jī)械波,則稱之為特超聲波。

由于人耳聽(tīng)域有限,所以在自然界中似乎超聲不存在,其實(shí)超聲是廣泛存在的。人耳聽(tīng)到的聲音只是自然界聲音的一部分,即可聽(tīng)聲部分,而即使是可聽(tīng)聲部分的聲音,有時(shí)仍然含有超聲成分,只是人耳聽(tīng)不到。比如:自然界中許多動(dòng)物發(fā)出的聲音中就含有超聲成分,蝙蝠是最出名的。它可以利用超聲進(jìn)行探測(cè)洞穴、捕獲昆蟲(chóng),人類從18世紀(jì)就開(kāi)始研究它,一直延續(xù)至今,并利用仿生學(xué)的原理制造出雷達(dá)等探測(cè)工具。在我國(guó),解放前超聲的研究是個(gè)空白。解放后不久,出現(xiàn)了很少量的超聲學(xué)研究。大規(guī)模的超聲研究開(kāi)始于1965年。到目前,我國(guó)在超生學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都開(kāi)展了研究和應(yīng)用。有不少的項(xiàng)目和成果達(dá)到了國(guó)際水平。

同其它聲波一樣,超聲波的傳播速度取決于介質(zhì)密度和介質(zhì)的彈性常數(shù)。在大氣條件下,超聲波在相同傳播介質(zhì)中的傳播速度是一樣的,而且,在相當(dāng)大的頻率范圍內(nèi),聲速是固定不變的??諝庵械穆暡▊鞑ニ俣萩可近似地表示為:C≈331.4≈331.4+0.6T(m/s)(1.1)其中T是空氣介質(zhì)的溫度(C)。因?yàn)槁暡ㄊ墙柚趥鞑ソ橘|(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)而傳播的,其傳播方向與其振動(dòng)方向一致,所以空氣中的聲波屬于縱向振動(dòng)的彈性機(jī)械波。在理想介質(zhì)中,描述簡(jiǎn)諧聲波向x正方向傳播的質(zhì)點(diǎn)位移運(yùn)動(dòng)可表示為:S(t)=A(x)cos(t+kx)=Aecos(t+kx)(1.2)式中,s(t)表示質(zhì)點(diǎn)的位移;A是振動(dòng)初始條件決定的常數(shù);,t分別表示角頻率和時(shí)間;x為聲波的傳播距離(也稱為射程);k=/c稱為波數(shù);a為衰減系數(shù)。由此可見(jiàn),在傳播過(guò)程中聲波的振幅A(x)將隨距離x的增加而呈指數(shù)形式衰減。衰減系數(shù)與聲波頻率及傳播介質(zhì)的關(guān)系為:(1.3)其中,A為介質(zhì)常數(shù),在空氣中,A=2(),f是聲波的振動(dòng)頻率。例如,當(dāng)超聲波的振動(dòng)頻率為25kHz時(shí),1/80m。其物理意義是:超聲波在空氣介質(zhì)中傳播,因空氣分子運(yùn)動(dòng)摩擦等原因,能量被吸收損耗,在聲波的傳播距離等于1/時(shí),聲波振幅將衰減到初始值的1/e倍。顯然,聲波頻率愈高,聲能被吸收衰減愈大,聲波的傳播距離愈小;反之,聲波頻率愈低,聲能的吸收衰減愈小,聲波的傳播距離就愈大。聲波的另一種重要的性質(zhì)是:波的頻率越高,波束越窄,聲波定向傳播(或稱為直線傳播)和反射能力越強(qiáng),其能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于振幅相同的低頻聲波。超聲波的特性除了與其諧振頻率有關(guān),還與發(fā)射換能器的輻射面積有關(guān)。換能器的輻射面積越大,超聲波的波束角就越小。因此,在設(shè)計(jì)大作用距離超聲測(cè)距傳感器時(shí),必須選用恰當(dāng)?shù)膿Q能器工作頻率和換能器輻射面積。1.2.2超聲換能器現(xiàn)狀換能器就是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的器件,是將一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的裝置。通常所說(shuō)的換能器一般都是指的電聲換能器。用來(lái)發(fā)射聲波的換能器叫發(fā)射換能器。換能器處在發(fā)射狀態(tài)時(shí),將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,再轉(zhuǎn)換成聲能。用來(lái)接受聲波的換能器叫接收器。換能器處在接受狀態(tài)時(shí),將聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,再轉(zhuǎn)換成電能。一般情況下,換能器既能用來(lái)發(fā)射,也能用來(lái)接收。通常換能器都有一個(gè)電的儲(chǔ)能元件和一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。按照實(shí)現(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)換的物理效應(yīng)的不同,可將換能器分成:電動(dòng)式、電磁式、磁致伸縮式、電容式、壓電式和電磁致伸縮式等[1]。1.3課題的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排本文所介紹的超聲波測(cè)距系統(tǒng)在測(cè)距的時(shí)候采用的是兩個(gè)超聲波探頭分別進(jìn)行超聲波發(fā)射和接收來(lái)進(jìn)行距離的測(cè)量的。本設(shè)計(jì)可以用于汽車防撞報(bào)警系統(tǒng),通過(guò)測(cè)量出倒車方向的障礙物與汽車之間的距離,并通過(guò)4位數(shù)碼管顯示單元模塊顯示兩者之間的距離,然后通過(guò)蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲響,從而起到提示和報(bào)警的作用。本系統(tǒng)利用一片AT89S52單片機(jī)對(duì)超聲波信號(hào)循環(huán)不斷地進(jìn)行發(fā)送和采集。系統(tǒng)包括超聲波測(cè)距單元(超聲波集成模塊)、AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)、蜂鳴器報(bào)警模塊、數(shù)碼管顯示模塊和供電電源模塊。論文構(gòu)成主要由以下部分組成:第1章主要介紹了本課題的背景意義和相關(guān)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。第2章介紹的是超聲波測(cè)距系統(tǒng)的工作原理,提出本系統(tǒng)的總體的設(shè)計(jì)方案,為硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。第3章對(duì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。首先介紹了AT89S52單片機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,包括各引腳功能和外設(shè)單元解析以及單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)。然后對(duì)超聲波傳感器的工作原理進(jìn)行了分析,然后具體討論了超聲波測(cè)距模塊中的超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路的硬件設(shè)計(jì),最后介紹了顯示模塊電路和電源模塊電路的設(shè)計(jì)。第4章主要是對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。在軟件設(shè)計(jì)中采用不同模塊不同編程進(jìn)行設(shè)計(jì)的,本設(shè)計(jì)分別對(duì)系統(tǒng)的主程序模塊、中斷子程序模塊、超聲波測(cè)距模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和數(shù)碼管的顯示模塊的各個(gè)程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)和展望。第二章超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)方案2.1超聲波發(fā)生器及測(cè)距原理超聲波發(fā)生器的可分幾大類,本節(jié)介紹壓電式發(fā)生器的原理和超聲波測(cè)距的原理。2.1.1超聲波發(fā)生器為了研究和利用超聲波,人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器??傮w上講,超聲波發(fā)生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波,一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等;機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。2.1.2壓電式超聲波發(fā)生器原理壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,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。反之,如果兩電極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片作振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào),這時(shí)它就成為超聲波接收器了。圖2-1超聲波傳感器結(jié)構(gòu)2.1.3超聲波測(cè)距原理在超聲探測(cè)電路中,在發(fā)射端得到輸出脈沖為一系列方波,這一系列方波的寬度為發(fā)射超聲與接收超聲的時(shí)間間隔,顯然被測(cè)物距離越大,脈沖寬度越大,輸出脈沖的個(gè)數(shù)與被測(cè)距離成正比[2]。超聲測(cè)距大致有以下方法:

(1)取輸出脈沖的平均值電壓,該電壓(電壓的幅值基本固定)與距離成正比,測(cè)量電壓即可測(cè)得距離。

(2)測(cè)量輸出脈沖的寬度,即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔t。因此,被測(cè)距離為S=1/2vt。

2.2系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)我們做的是基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀。用單片機(jī)控制超聲波的發(fā)射、接受電路以及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,再通過(guò)數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示。由單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào),經(jīng)過(guò)信號(hào)線,把信號(hào)引入到與超聲波發(fā)射器相連的信號(hào)引腳上,在由超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為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:D=VT/2其中,D為換能器與障礙物之間的距離,V為波聲傳播速度,T為超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間間距。原理框圖如下:開(kāi)始測(cè)量開(kāi)始測(cè)量超聲波信號(hào)開(kāi)定時(shí)器關(guān)定時(shí)器數(shù)據(jù)運(yùn)算顯示器接收檢測(cè)電聲換能器電聲換能器驅(qū)動(dòng)電路圖2-2總原理框圖本次設(shè)計(jì)包含硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩部分,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,采用AT89S52單片機(jī),配置時(shí)鐘電路,復(fù)位電路構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng),由模擬電路和數(shù)字電路構(gòu)成超聲波發(fā)射、接收模塊。由4位共陽(yáng)極數(shù)碼管構(gòu)成顯示模塊,以及供電電源模塊來(lái)構(gòu)成由單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)控制的超聲波測(cè)距儀,其結(jié)構(gòu)框圖如下:電源模塊電源模塊MCU(AT89S52)超聲波發(fā)射模塊超聲波接收模塊數(shù)碼管顯示圖2-3總結(jié)構(gòu)框圖第三章硬件電路設(shè)計(jì)介紹本系統(tǒng)的特點(diǎn)是利用單片機(jī)控制超聲波的發(fā)射和對(duì)超聲波自發(fā)射至接收往返時(shí)間的計(jì)時(shí)。3.1AT89C52介紹AT89S52是一個(gè)低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī),片內(nèi)含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案[5]。AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位[3]。該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89S52具有如下特點(diǎn):40個(gè)引腳,8kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門(mén)狗(WDT)電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器[3]。AT89S52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起,特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本[5]。AT89S52芯片的管腳、引線與功能AT89C52芯片圖如圖:圖3-1AT89C52芯片圖3.1.1引腳信號(hào)介紹:P00~P07:P0口8位雙向口線P10~P17:P1口8位雙向口線P20~P27:P2口8位雙向口線P30~P37:P3口8位雙向口線訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào):當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí),對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器;而當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí),則對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始,并可延至外部程序存儲(chǔ)器[5]。ALE地址鎖存控制信號(hào):在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí),ALE用于控制把P0口輸出低8位地址鎖存起來(lái),以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。此外由于ALE是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖,因此可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖作用[5]。外部程序存儲(chǔ)器讀選取通信號(hào):在讀外部ROM時(shí)有效(低電平),以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作[5]。XTAL1和XTAL2外接晶體引線端:當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí),此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容;當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí),用于拉外部的時(shí)鐘脈沖信號(hào)[5]。RST復(fù)位信號(hào):當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效,用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。VSS:地線VCC:+5V電源3.1.2P3口的第二功能表3-1P3口的第二功能口線第二功能替代的專用功能P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2外部中斷0P3.3外部中斷1P3.4T0定時(shí)器0的外部輸入P3.5T1定時(shí)器1的外部輸入P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是其他拓展系統(tǒng)的最基本的基礎(chǔ),單片機(jī)最小系統(tǒng)是指一個(gè)真正可用的單片機(jī)最小配置系統(tǒng)即單片機(jī)能工作的系統(tǒng)[4]。對(duì)于89S52單片機(jī),由于片內(nèi)已經(jīng)自帶有了程序存儲(chǔ)器,所以只要單片機(jī)外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路再接上工作電源就可以組成了單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)了。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖所示。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖3.3超聲波模塊主要分為超聲波發(fā)生電路和差聲波接收感應(yīng)電路3.3.1超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路是由超聲波探頭和超聲波放大器組成。超聲波探頭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械波發(fā)射出去,而單片機(jī)所產(chǎn)生的40kHz的方波脈沖需要進(jìn)行放大才能將超聲波探頭驅(qū)動(dòng)將超聲波發(fā)射出去,所以發(fā)射驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是一個(gè)信號(hào)的放大電路,本設(shè)計(jì)選用74LS04芯片進(jìn)行信號(hào)放大,超聲波發(fā)射電路如圖所示。圖3-3超聲波發(fā)射電路工作時(shí),由單片機(jī)產(chǎn)生40kHz的脈沖從P0.1口向超聲波的發(fā)射電路部分發(fā)出信號(hào),再經(jīng)74LS04放大電路放大后,驅(qū)動(dòng)超聲波探頭將超聲波發(fā)射出去。3.3.2超聲波接收電路由于超聲波在空氣中的傳播過(guò)程中是有衰減的,如果距離較遠(yuǎn),那么超聲波接收電路所接收到的超聲波信號(hào)就會(huì)比較微弱,因此需要對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大而且放大的倍數(shù)也要比較大[1]。超聲波接收電路主要是由集成電路CX20106A芯片電路構(gòu)成的,CX20106A芯片電路可以對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波、整形、比較等功能,比較完之后超聲波接收電路會(huì)輸出一個(gè)低電平到單片機(jī)去請(qǐng)求中斷,當(dāng)即單片機(jī)停止計(jì)時(shí),并開(kāi)始去進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。CX20106A芯片的前置放大器具有自動(dòng)增益控制的功能,當(dāng)測(cè)量的距離比較近時(shí),放大器不會(huì)過(guò)載;而當(dāng)測(cè)量距離比較遠(yuǎn)時(shí),超聲波信號(hào)微弱,前置放大器就有較大的放大增益效果。CX20106A芯片的5腳在外接電阻對(duì)它的帶通濾波器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié),而且不用再外接其他的電感,能夠很好地避免外加磁場(chǎng)對(duì)芯片電路的干擾[6],而且它的可靠性也是比較高的。CX20106A芯片電路本身就具有很高的抗干擾的能力,而且靈敏度也比較高,所以,能滿足本設(shè)計(jì)的要求。超聲波接收電路如圖所示。圖3-4超聲波接收電路3.4HC-SR04超聲波集成模塊HC-SR04超聲波集成模塊是將超聲波發(fā)射探頭,超聲波接收探頭,CX20106A芯片電路,74LS04芯片放大電路集成到的一起的一個(gè)超聲波集成模塊。HR-SR04超聲波集成模塊正面外觀如圖3.7所示,HC-SR04超聲波集成模塊的背面外觀如圖所示。圖3-5HC-SR04超聲波集成模塊正面外觀圖圖3-6HC-SR04超聲波集成模塊背面外觀圖HC-SR04型超聲波集成模塊的工作電壓為5V,而且此模塊的靜態(tài)工作電流是小于2mA的,工作時(shí)候可以比較穩(wěn)定。而且,它的感應(yīng)的角度不大于15°,可以減少了很大部分可能存在的角度干擾問(wèn)題。此模塊的測(cè)距范圍為2cm~5m,能基本滿足測(cè)距要求,而且其精度可以達(dá)到0.3cm,盲區(qū)僅僅為2cm,基本可滿足本設(shè)計(jì)的測(cè)距要求,而且測(cè)距也比較穩(wěn)定。HC-SR04超聲波集成模塊采用的是I/O觸發(fā)測(cè)距,給至少10us的高電平信號(hào)。另外,此模塊可以自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40kHz的方波脈沖,并能夠自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回,如果檢測(cè)到有信號(hào)返回則通過(guò)I/O口輸出高電平,高電平的持續(xù)時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回所用的時(shí)間,則,所測(cè)量的距離=(高電平時(shí)間×聲速)/2。一個(gè)控制口發(fā)出一個(gè)10us以上的高電平,就可以在接收口等待高電平輸出。一有輸出就可以開(kāi)定時(shí)器計(jì)時(shí),當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值,此時(shí)就為此次測(cè)距的時(shí)間,就能夠算出距離。這樣不斷的循環(huán)周期測(cè),就可以在不停地移動(dòng)的過(guò)程中測(cè)量距離值了。但是,為防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回收信號(hào)的影響,本超聲波集成模塊的測(cè)量周期最好定在60ms以上,所以本設(shè)計(jì)將測(cè)量周期定在80ms。3.5數(shù)碼管顯示模塊發(fā)光二極管的縮寫(xiě)是LED,在每個(gè)數(shù)碼管里面都有8只發(fā)光二極管,它們分別記作a、b、c、d、e、f、g、dp,其中dp是小數(shù)點(diǎn),每一只發(fā)光二極管都有一根電極引到外部的引腳上,而另外一只二極管的引腳就連接在一起同樣也引到外部引腳上,此引腳就記作公共端COM。市面上常用的LED數(shù)碼管有兩種即共陽(yáng)極數(shù)碼管與共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)極是數(shù)碼管里面的發(fā)光二極的陽(yáng)極接在一起作為公共引腳即公共陽(yáng)極,在使用時(shí)此公共引腳接到電源正極。相反,共陰極就是數(shù)碼管里面的發(fā)光二極管的陰極接在一起作為公共引腳即公共陰極,在使用時(shí)此引腳接到電源負(fù)極。單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管的顯示可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示,靜態(tài)顯示能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)值,但是搭建電路時(shí)比較煩索,而動(dòng)態(tài)顯示是數(shù)碼管輪流顯示再利用人眼的“視覺(jué)暫留”特性,這樣看出來(lái)的就是在顯示不同數(shù)值[9]。數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示比較實(shí)用,電路構(gòu)建簡(jiǎn)單,所以本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描的方法顯示測(cè)量距離,只要輪流顯示的速度足夠快的時(shí)候就能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量數(shù)值的顯示。顯示模塊選用4位共陽(yáng)極數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描,此掃描方式能完全達(dá)到顯示要求。顯示模塊連接電路圖如圖所示。圖3-7共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示模塊3.6電源模塊該測(cè)距儀采用220V轉(zhuǎn)12V的開(kāi)關(guān)電源模塊供電,然后經(jīng)過(guò)L7805CV三端穩(wěn)壓模塊,將12V電源轉(zhuǎn)換成5V的系統(tǒng)工作電壓[10]。圖3-812V-5V電源模塊第四章軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是模塊化的思路來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫(xiě)程序,編程程序所使用的工具是keil4。程序主要由系統(tǒng)主程序和中斷程序構(gòu)成。主程序完成單片機(jī)的初始化,超聲波的發(fā)射和接收、計(jì)算超聲波發(fā)射點(diǎn)與障礙物之間的距離、數(shù)碼管顯示等。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主要的功能是發(fā)射超聲波、接受超聲波、計(jì)算測(cè)量距離、數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)碼管顯示。4.1主程序設(shè)計(jì)主程序?qū)φ麄€(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初始化后,先將超聲波的回波接收標(biāo)志位置位并且使單片機(jī)P0.1端口輸出一個(gè)大于10微秒的高電平用來(lái)啟動(dòng)超聲波發(fā)射電路,同時(shí)將定時(shí)器T1啟動(dòng),然后調(diào)用距離計(jì)算的子程序,再根據(jù)定時(shí)器T1記錄的時(shí)間計(jì)算出所需要測(cè)量的距離,然后再調(diào)用顯示子程序,再將測(cè)出的距離以十進(jìn)制的形式送到數(shù)碼管顯示,同時(shí)調(diào)用聲音處理程序來(lái)控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。最后主程序通過(guò)對(duì)回波信號(hào)的接收,完成后續(xù)的工作,假如標(biāo)志位清零則說(shuō)明接收到了回波信號(hào),那么主程序就返回到初始端重新將回波接收標(biāo)志位置位并且在單片機(jī)的P0.1端口上發(fā)送超聲波控制信號(hào),就這樣,連續(xù)不斷地運(yùn)行,循環(huán)不斷地工作用來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量的,然后通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理測(cè)量數(shù)據(jù)是比較容易實(shí)現(xiàn)的,能精確的實(shí)現(xiàn)測(cè)距。在測(cè)距中,各種信號(hào)包括溫度對(duì)聲速的影響都將干擾到測(cè)距的準(zhǔn)確性,其中超聲波的余波信號(hào)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中測(cè)距的精確度的干擾的影響比較大。超聲波接收回路中的超聲波信號(hào)一共有兩種波信號(hào):第一種波信號(hào)為余波信號(hào)就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號(hào)之后,超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號(hào),實(shí)際就是超聲波的發(fā)射信號(hào);另一種波信號(hào)就是有效信號(hào),即經(jīng)過(guò)障礙物表面反射回來(lái)的超聲波回波信號(hào),也是所需要測(cè)量的距離數(shù)值。在進(jìn)行超聲波測(cè)距時(shí),實(shí)際上測(cè)距就是記錄從超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲波信號(hào)開(kāi)始到接收到信號(hào)的聲波的往返時(shí)間差,然后通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算出距離,對(duì)于回波信號(hào)需要進(jìn)行檢測(cè)的有效信號(hào)是反射物體反射的回波信號(hào),所以要盡量避免在檢測(cè)時(shí)候檢測(cè)到余波信號(hào)。余波就是在發(fā)射超聲波時(shí)超聲波信號(hào)直接到達(dá)接受探頭的波信號(hào),同時(shí)余波信號(hào)也是超聲波測(cè)量時(shí)存在測(cè)量盲區(qū)的最主要的原因。綜上所述可得到主程序流程圖,如下:開(kāi)始開(kāi)始單片機(jī)初始化超聲波模塊復(fù)位發(fā)射超聲波并啟動(dòng)T1開(kāi)中斷接收到回波的同時(shí)中斷停止計(jì)算測(cè)量距離數(shù)碼管顯示距離+報(bào)警延時(shí)圖4-1系統(tǒng)主程序流程圖4.2中斷處理程序流程負(fù)責(zé)計(jì)算測(cè)距儀與障礙物之間的距離是/INT0的中斷程序。根據(jù)前面的對(duì)超聲接收電路的分析,在超聲波集成模塊接收到超聲波回波信號(hào)后,超聲波接收電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平送至單片機(jī)的P0.2引腳,使系統(tǒng)中斷,則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷處理程序。進(jìn)入中斷處理后,定時(shí)器T0和外部中斷0就立即被關(guān)閉,同時(shí)讀取時(shí)間值,并給回波接收標(biāo)志位清零即成功接收到回波信號(hào)。計(jì)時(shí)停止計(jì)時(shí)停止指定的報(bào)警聲開(kāi)啟中斷關(guān)閉返回距離計(jì)算處理顯示距離并根據(jù)距離判斷是否報(bào)警YN圖4-2中斷處理流程圖在中斷處理程序過(guò)程中,對(duì)距離數(shù)據(jù)的計(jì)算是比較關(guān)鍵的。首先是從定時(shí)器0得到超聲波傳播中往返所用的時(shí)間,再運(yùn)用公式計(jì)算得出障礙物與測(cè)距儀之間的距離,然后再將測(cè)得的距離值傳到其他功能模塊進(jìn)行其他功能的處理。C程序如下:voidtimer0()interrupt1//定時(shí)器0中斷,用于計(jì)數(shù)溢出{ distance_flag=1; }//定時(shí)器1中斷,用于掃描數(shù)碼管和定時(shí)發(fā)送超聲波voidtimer1()interrupt3{ TH1=0xF8; TL1=0xCD; SEG_display(); //SEG_test(); beep(); timer++; if(timer>=400) //800ms發(fā)送一次測(cè)距波 { timer=0; TX=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); TX=0; } }voidinit_timer(void){ TMOD=0x11; TH0=0; TL0=0; TH1=0xF8; //2毫秒定時(shí) TL1=0xCD; ET0=1; //允許T0中斷 EA=1; //總中斷開(kāi)啟 ET1=1; //允許T1中斷 TR1=1; //定時(shí)器1啟動(dòng)}voidmain(void){ init_timer(); while(1) { while(!RX);//當(dāng)RX為0時(shí)等待 TR0=1;//開(kāi)始計(jì)數(shù) while(RX);//計(jì)數(shù)且等待 TR0=0;//關(guān)閉計(jì)數(shù) distance_count();//計(jì)算距離 } }結(jié)論超聲測(cè)距原理簡(jiǎn)單,成本低、制作方便,但由于目前存在的超聲測(cè)距系統(tǒng)作用距離短,所以在很多領(lǐng)域的應(yīng)用有著一定的局限性,因此,研制和開(kāi)發(fā)高精度、大作用距離超聲測(cè)距系統(tǒng),仍然是當(dāng)今超聲測(cè)距領(lǐng)域中富有挑戰(zhàn)性的課題之一。超聲測(cè)距技術(shù)是一門(mén)融合了聲學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)等多方面技術(shù)的學(xué)科,每一項(xiàng)技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)都會(huì)推動(dòng)超聲學(xué)的進(jìn)展。新型換能器及大功率驅(qū)動(dòng)電源等技術(shù)的發(fā)展必將使超聲的測(cè)距范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,結(jié)合快速時(shí)延搜索算法,超聲測(cè)距技術(shù)將廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)、機(jī)械手定位系統(tǒng)、交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等方面。另外,若在超聲測(cè)距中采用擴(kuò)頻技術(shù),將在很大程度上解決遠(yuǎn)距離測(cè)量與分辨力之間的矛盾,提高測(cè)距系統(tǒng)的信噪比和分辨率。而且,采用偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻解擴(kuò)方法,容易實(shí)現(xiàn)碼分多址(只要給安裝在大范圍測(cè)量區(qū)域中多個(gè)傳感器分配相應(yīng)的偽隨機(jī)碼,就可以方便地辨認(rèn)出各個(gè)區(qū)域傳感器發(fā)出的信號(hào)),擴(kuò)大超聲測(cè)距的測(cè)量范圍。比常規(guī)超聲測(cè)距方法具有更廣闊的應(yīng)用前景。總之,不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多,真是萬(wàn)事開(kāi)頭難,不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外,還得出一個(gè)結(jié)論:知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值!有些東西以為學(xué)會(huì)了,但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事,所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用能力進(jìn)行的一次全面性的考察,也是提高基本能力的一種訓(xùn)練,培養(yǎng)能將所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力和能夠獨(dú)立地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的能力,為以后打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。首先要感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力幫助和指導(dǎo)的指導(dǎo)老師,在整個(gè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段,不管是查閱相關(guān)資料還是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案的修改和確定以及中期檢查和詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路,以及最后實(shí)物的裝配等的整個(gè)過(guò)程中仲老師都給了我悉心的指導(dǎo)。對(duì)于我的每個(gè)問(wèn)題,老師總是耐心地解答,使我能夠順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。除了敬佩仲老師的專業(yè)水平外,他嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度也是非常值得學(xué)習(xí)的,并且對(duì)今后的學(xué)習(xí)和工作都將產(chǎn)生影。盡管老師工作很忙,但是只要同學(xué)有問(wèn)題找她,她都能及時(shí)的幫忙分析解惑。非常感謝仲老師,對(duì)學(xué)生非常負(fù)責(zé)的態(tài)度令我欽佩。老師的工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度也值得學(xué)習(xí)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已至尾聲。由于實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的匱乏,在許多地方難免有考慮不周全的,如果沒(méi)有仲老師的指導(dǎo)和督促,以及其他老師們和同學(xué)們的幫助和支持,沒(méi)有他們的幫助,完成這個(gè)設(shè)計(jì)是有一定的難度的。所以要感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。最后,再次感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)。參考文獻(xiàn)[1] 胡萍:超聲波測(cè)距儀的研制[M].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2003.10[2]時(shí)德剛:超聲波測(cè)距的研究[M].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2002.10[3]張迎新:單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2008.01[4]于小冬:80C51單片機(jī)原理開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M].中國(guó)電力出版社,2008.10[5]劉湘濤:單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2006.2[6]李翰蓀:電路分析[M],北京:中央廣播電視大學(xué)出版社,2004.5[7]楊素行:模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程[M],北京:高等教育出版社,2006.5[8]潘松:EDA技術(shù)應(yīng)用[M],北京:科學(xué)出版社,2002.10[9]周立功:基于ARM7設(shè)計(jì)[M],北京:北航出版社,2005.3[10]謝自美:電子電路設(shè)計(jì)[M],北京:華中理工出版社,2000.4附錄一電路原理圖附錄2程序清單/********頭文件length-mch_device.h*******/#include"reg52.h"#include<intrins.h>sbitP0_0=P0^0;sbitP0_1=P0^1;sbitP1_0=P1^0;#defineRXP0_0#defineTXP0_1#definebeep_flagP1_0externunsignedchardistance_flag;externunsignedinttimer;externvoidinit_timer(void);externvoidinit_interrupt(void);externvoidbeep(void);externvoidSEG_display(void);externvoiddistance_count(void);externvoidSEG_test(void);#endif/********length-mch_device.c文件*******/#include"length-mch_device.h"unsignedchardistance_flag=0;unsignedinttimer=0;unsignedinttime=0;unsignedintbeep_control_flag=0;unsignedinttest_distance=0;Unsignedcharconstdiscode[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x19,0xfd};unsignedcharconstpositon[4]={0x04,0x10,0x40,0x80};unsignedchardisbuff[4]=0;unsignedcharposit=0;voidinit_timer(void){ TMOD=0x11; TH0=0; TL0=0; TH1=0xF8; //2毫秒定時(shí) TL1=0xCD; ET0=1; //允許T0中斷 EA=1; //總中斷開(kāi)啟 ET1=1; //允許T1中斷 T

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