2022年基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課題名稱基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距器設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)專業(yè)指導(dǎo)老師機(jī)電與掌握工程學(xué)院年月日1、正文部分：一級(jí)標(biāo)題：1.標(biāo)題1精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載二級(jí)標(biāo)題：1.1標(biāo)題2三級(jí)標(biāo)題：1.1.1標(biāo)題3四級(jí)標(biāo)題：1.1.1.1標(biāo)題4（2）表格：盡可能采納三線表 .（3）圖形：直接插入地插圖應(yīng)有圖標(biāo)、圖號(hào)，不能直接插入地圖應(yīng)留出插圖空位 文字、符號(hào)書(shū)寫(xiě)要清晰，并與正文一樣 .（4）文字表述：要求層次清晰，語(yǔ)言流暢，語(yǔ)句通順，無(wú)語(yǔ)法和規(guī)律錯(cuò)誤，無(wú)錯(cuò)字、別字、漏字.文字地表述應(yīng)當(dāng)以科學(xué)語(yǔ)言描述爭(zhēng)論過(guò)程和爭(zhēng)論結(jié)果，不要以口語(yǔ)化地方式表達(dá)，報(bào)告中科技術(shù)語(yǔ)和名詞應(yīng)符合規(guī)定地通用詞語(yǔ)，并使用法定計(jì)量單位和標(biāo)準(zhǔn)符號(hào) 2、參考文獻(xiàn)：（1）數(shù)量要求：參考文獻(xiàn)只挑選最主要地列入，應(yīng)不低于 5種.[M]、論文[J]、專利文獻(xiàn)[P]、會(huì)談?wù)撐牡?（3）文獻(xiàn)著錄格式及示例 .參考文獻(xiàn)用宋體五號(hào)字 .作者.書(shū)名[M].版次.出版地:出版者,出版年:起止頁(yè)碼 （著作圖書(shū)文獻(xiàn)）作者.文章名[J].學(xué)術(shù)刊物名稱.年.卷〔期〕:起止頁(yè)碼 （學(xué)術(shù)刊物文獻(xiàn)）示例：[1]王社國(guó)，趙建光.基于ARM 地嵌入式語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)爭(zhēng)論 2007，2-2:149-150.3、附錄或附件：（可選項(xiàng)）果、圖表、設(shè)計(jì)圖紙、源程序代碼、大量地公式、符號(hào)、照片等不宜放入正文中地可以附錄形式顯現(xiàn) .4、假如需要可另行附頁(yè)粘貼 .精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載一、課題名稱

任務(wù)書(shū)精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距器設(shè)計(jì)二、任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測(cè)距器，可以應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)車在倒地過(guò)程中，與物體在 0.10-5.00m時(shí)，發(fā)出響聲，提示駕駛員，使車不至于撞到物體或人，更安全.精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載目 錄1、緒論?????????????????????? 12、方案論證????????????????? 23、方案說(shuō)明???????????????????? 44、硬件方案設(shè)計(jì)?????????????????? 75、軟件方案設(shè)計(jì)?????????????????? 156、調(diào)試?????????????????????? 187、技術(shù)小結(jié)?????????????????? 208、參考文獻(xiàn)???????????????????? 219、附錄??????????????? 22精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載緒論近年來(lái)，隨著單片機(jī)在我國(guó)地推廣，以其地簡(jiǎn)潔有用、功能強(qiáng)、體積小而日益廣泛地被廣大設(shè)計(jì)師所采納，特別在工業(yè)掌握領(lǐng)域中應(yīng)用更為突出 .基于單片機(jī)地超聲波測(cè)距器作為單片機(jī)眾多應(yīng)用中地佼佼者，無(wú)疑為現(xiàn)代地工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了更多地便利 .超聲波測(cè)距器可以應(yīng)用于一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)位置置監(jiān)控，也可用于如液位、井深、管道長(zhǎng)度地測(cè)量等場(chǎng)合 .超聲波是指頻率在 20KHZ以上地聲波，它屬于機(jī)械波地范疇 機(jī)械波在彈性介質(zhì)中地傳播規(guī)律，如在介質(zhì)地分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸取而發(fā)生衰減等.正是由于具有這些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離地測(cè)量中 水平地不斷提高，超聲波測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪?.系統(tǒng)地設(shè)計(jì)主要包括兩部分，即硬件電路和軟件程序 .硬件電路主要包括單片機(jī)電路、發(fā)射電路、接收電路和顯示電路，另外仍有復(fù)位電路和 LED掌握電路等.本次課程設(shè)計(jì)采納AT89S51單片機(jī)為核心地低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀地硬件電路，AT89S51掌握運(yùn)算超聲波從發(fā)射到接收地傳送時(shí)間，從而得到待測(cè)距離 測(cè)、軟件功能完善、工作牢靠、精確度高等優(yōu)點(diǎn) .本文論述了單片機(jī)技術(shù)研制勝利地超聲波測(cè)距儀地基本原理，測(cè)量運(yùn)算方法，實(shí)現(xiàn)精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載軟件校正，提高了測(cè)量精度和整機(jī)地牢靠性 大地提高了安全性、牢靠性.方案論證.紅外線測(cè)距技術(shù)紅外線測(cè)距地優(yōu)點(diǎn)是成本廉價(jià)、儀器易制、安全性高，但其缺點(diǎn)較多，主要在于測(cè)量距離近、精度低、方向性差 .自然界紅外光分布比較廣泛，簡(jiǎn)潔引起測(cè)量誤差 .市場(chǎng)上地紅外線測(cè)距器一般地測(cè)距范疇在 20cm-150cm之間，只適合于近距離地測(cè)量，而其測(cè)量地精度就更不值得一提了，只有 左右.激光測(cè)距方式點(diǎn)是精確、距離遠(yuǎn)，缺點(diǎn)是需要留意人體安全，且制作地難度較大，成本較高，而且光學(xué)系統(tǒng)需要保持潔凈，否就將影響測(cè)量結(jié)果 .超聲波測(cè)距方式聲音是與人類生活緊密相關(guān)地一種自然現(xiàn)象 頻率高到超過(guò)人耳聽(tīng)覺(jué)地頻率極限（依據(jù)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，取整數(shù)為 聲地存在，因而稱這種高頻率地聲為 超聲.超聲波作為一種特別地聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)鼗疚锢硖匦?——反射、折射、干涉等等.超聲波測(cè)距就是利用其反射地特性 .超聲波反射器不斷發(fā)出某一頻率地超聲波，遇到被測(cè)物體后反射回反射波，然后超聲波接收器接收到反射回來(lái)地信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電訊光近，比紅外遠(yuǎn)，一般為 有地達(dá)到 聲波測(cè)距地缺點(diǎn)是肯定距離內(nèi)有肯定地束角，受四周障礙物影響大，適合于室內(nèi)測(cè)量，且測(cè)量精度受到溫度地肯定影響.超聲波地特性有如下幾點(diǎn)：1> 束射特性：由于超聲波地波長(zhǎng)短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射， 2也能夠聚焦，而且遵守幾何光學(xué)上地全部定律 .即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時(shí)，入射角等于反射角，當(dāng)射線透過(guò)一種物質(zhì)進(jìn)入另一種密度不同地物質(zhì)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生折射現(xiàn)象，也就是要轉(zhuǎn)變它地傳播方向，兩種物質(zhì)地密度差別愈大，就折射率也愈大 .2>吸取特性：聲波在各種介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離地增加，其強(qiáng)度會(huì)逐步減弱，這是由于介質(zhì)要吸取掉它地部分能量 .對(duì)于同一介質(zhì)，聲波地頻率越高，介質(zhì)吸取就越強(qiáng) 個(gè)頻率肯定地聲波，在氣體中傳播時(shí)吸取尤為厲害，在液體中傳播時(shí)吸取就比較弱，在固體中傳播時(shí)吸取是最小地 .3>超聲波地能量傳遞特性：超聲波之所以能在各個(gè)工業(yè)部門(mén)得到廣泛地應(yīng)用，主要緣由仍在于比聲波具有強(qiáng)大得多地功率 .為什么會(huì)有這么強(qiáng)大得功率呢？由于當(dāng)聲波進(jìn)入某一介質(zhì)時(shí)，由于聲波地作用使物質(zhì)中地分子也隨之振動(dòng)，振動(dòng)地頻率和聲波頻率一樣，分子振動(dòng)地頻率打算了分子振動(dòng)地速度 .頻率愈高速度愈大 所獲得地能量除了與分子本身地能量有關(guān)外，主要是由分子地振動(dòng)速度地平方打算地，所以假如聲波地頻率愈.4>超聲波地聲壓特性：當(dāng)聲波進(jìn)入某物質(zhì)時(shí)，由于聲波振動(dòng)使物質(zhì)分子相互之間產(chǎn)生壓縮和稀疏地作用，將使物質(zhì)所受地壓力產(chǎn)生變化.由于聲波地振動(dòng)引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓3精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載.從成本和有用性上來(lái)說(shuō)，超聲波測(cè)距在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中是最優(yōu)地方案挑選 聲波技術(shù)地進(jìn)展，高端地超聲波測(cè)距模塊在精度上已經(jīng)達(dá)到mm級(jí)別，而超聲波測(cè)距帶溫度補(bǔ)償?shù)毓δ苡挚梢源蟠蟮嘏懦郎囟鹊赜绊懀箿y(cè)量更精確、更穩(wěn)固.超聲波測(cè)距器比較低廉地成本價(jià)格以及比較高地安全性能，也成為人們挑選它地不二理由！下表給出了上述三種不同測(cè)距方式地比較.不同測(cè)距地方式比較方式比較精度造價(jià)抗干擾測(cè)試距離激光7mm較高強(qiáng)較長(zhǎng)超聲波32mm低一般較長(zhǎng)紅外線20cm-150cm低弱短方案說(shuō)明超聲波是指頻率高于 20KHZ 地機(jī)械波.為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必需產(chǎn)生超聲波和接收超聲波.完成此功能地裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭.超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波地雙時(shí)候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波地時(shí)候，就將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) . 4超聲波測(cè)距地原理一般采納波越時(shí)間法TOF（timeofflight），第一測(cè)出超聲波從發(fā)射至遇到障礙物返回所經(jīng)受地時(shí)間，再乘以超聲波地速度即得到2倍地聲源與障礙物之間.測(cè)量距離地方法有多種，短距離地可以用尺，遠(yuǎn)距離地有激光測(cè)距等，超聲波測(cè)距適用于高精度地中長(zhǎng)距離測(cè)量，由于超聲波在標(biāo)準(zhǔn)空氣中地傳播速度為 331.45m/s，由單片機(jī)計(jì)時(shí)，單片機(jī)使用 12.0KHZ地晶振，所以此系統(tǒng)地測(cè)量精度理論上可以達(dá)到毫 M級(jí).由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離遠(yuǎn)，因而超聲波可以用于距.利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)較便利，運(yùn)算處理也較簡(jiǎn)潔，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到要求.超聲波發(fā)生器可以分為 2類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波；二是用機(jī)械方式產(chǎn)生超課題屬于近距離測(cè)量，可以采納常用地壓電式超聲波換能器來(lái)實(shí)現(xiàn) .全距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，并顯示車輛與飛機(jī)之間地距離，提示駕駛員準(zhǔn)時(shí)實(shí)行減速、制動(dòng)等措施，從而達(dá)到防止車輛與飛機(jī)碰撞，拖掛等事故 統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接51單片機(jī)系統(tǒng)和聲光報(bào)警、距離顯示等設(shè)備組成，如下圖所示：精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載超聲波測(cè)距報(bào)警裝置原理框圖發(fā)射部分由高頻振蕩器、單脈沖發(fā)生器、編碼調(diào)制器、功率放大器及超聲換能器組成 .單脈沖發(fā)生器在振蕩器地每個(gè)周期內(nèi)都被觸發(fā)，產(chǎn)生固定脈寬地脈沖序列，來(lái)自單片機(jī)地編碼信號(hào)對(duì)脈沖序列進(jìn)行編碼調(diào)制，經(jīng)功率放大后，通過(guò)超聲換能器發(fā)射超聲波 接收部分由超聲換能器、接收放大器和編碼解調(diào)器組成 .接收到地超聲波反射信號(hào)經(jīng)超換、放大、解調(diào)后，送到單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并通過(guò)距離顯示車輛與飛機(jī)之間地距離，當(dāng)該距離小于設(shè)定地告警距離時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警 .在多臺(tái)車輛同時(shí)作業(yè)時(shí)，某臺(tái)車輛發(fā)射地超聲波信號(hào)可能被其它車輛接收，從而因造成系統(tǒng)紛亂而產(chǎn)生誤報(bào) 系統(tǒng)對(duì)不同地車輛進(jìn)行不同地編碼調(diào)制，使每輛車只能接收到其本身發(fā)射地信號(hào) .為有效排除干擾，編碼解調(diào)采納積存檢測(cè)解調(diào) 收部分由單片機(jī)掌握輪番工作.在單片機(jī)編碼發(fā)送完畢后，即轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉發(fā)射部分地單脈沖發(fā)生器；當(dāng)接收肯定時(shí)間后再轉(zhuǎn)入發(fā)射狀態(tài)重發(fā)編碼時(shí)，同時(shí)關(guān)閉接收放大器 .因此，為保證測(cè)距正確，接收時(shí)間必需依據(jù)實(shí)際量程來(lái)限制時(shí)，眾所周知，聲波傳播地距離 播時(shí)間t 之間地關(guān)系為：s=ct，如系統(tǒng)量程為m，就接收時(shí)間T 應(yīng)滿足T=2*5/340=29.4ms硬件方案設(shè)計(jì)4．1系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6本設(shè)計(jì)采納AT89S51單片機(jī)作為主掌握器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn) LED數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)用單片機(jī)地定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來(lái)完成，超聲波測(cè)距器地系統(tǒng)框圖如下所示：超聲波測(cè)距器系統(tǒng)地框圖圖中地單片機(jī)AT89S51用來(lái)和諧各個(gè)單元，超聲波接收電路用來(lái)接收要接收地信號(hào)，超聲波發(fā)射電路用來(lái)發(fā)射需要發(fā)射地信號(hào)，儲(chǔ)備器用來(lái)儲(chǔ)備接收地信號(hào)，用數(shù)碼管 LED顯示距離.介紹421AT89S51單片機(jī)地概述由于此單片機(jī)應(yīng)用于測(cè)距儀上，所以本設(shè)計(jì)選用了低功耗、低價(jià)格，小管腳（ 地AT89S51單片機(jī)，如下圖所示：7精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載AT89S51芯片引腳圖AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS8位單片機(jī)，器件采納 ATMEL 公司地高密度，非易失性儲(chǔ)備技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及80S51引腳結(jié)構(gòu)，AT89S51具4KBytes 序存儲(chǔ)器，128Bytes （RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出口（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)器計(jì)數(shù)器， 2個(gè)全雙工串行通行口，看門(mén)狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器.422引腳功能介紹⑴ Vcc：電源電壓⑵ GND：地⑶ 口：p0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向 I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè)TTL. 8規(guī)律門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě) “作為高阻抗輸入端用在拜訪外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器或程序儲(chǔ)備器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在拜訪期間激活內(nèi)部上拉電阻 .在Flashp0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻.⑷ 口：p1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻地 可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL 規(guī)律門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě) “，通過(guò)內(nèi)部地上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口.作輸入口使用時(shí)，由于內(nèi)部存在上拉電阻某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）.精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8.P1口地功能端口引腳 其次功能P1.5 MOSI〔用于ISP編程〕P1.6 MISO〔用于ISP編程〕P1.7 SCK〔用于ISP〕⑸ 口：p2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻地 可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL規(guī)律門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě) “通過(guò)內(nèi)部地上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，由于內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）.Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和其它掌握信號(hào) .⑹ 口：p3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻地 位雙向工I/O口，p3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL規(guī)律門(mén)電路.對(duì)3口寫(xiě)入“時(shí)，它們被內(nèi)部地上拉電阻拉并可作為輸入端口，作輸入端時(shí)，被外部拉低地 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）.P3口除了作為一般地 I/O口外，更重要地用途是它地其次功能，如下表所示：9⑺ RST：復(fù)位輸入.當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳顯現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位.WDT溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFRAUXR 開(kāi)或關(guān)閉該功能，DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài).⑻ ALE/PROG：當(dāng)拜訪外部程序儲(chǔ)備器或數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器時(shí)， ALE（地址鎖存答應(yīng)）輸出脈沖用于鎖存地址地低 8位字節(jié).即使不拜訪外部?jī)?chǔ)備器， ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率地 1/6輸出固定地正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)地目地 .要留意地是：每當(dāng)拜訪外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖.⑼ EA/VPP：外部拜訪答應(yīng).欲使CPU僅拜訪外部程序儲(chǔ)備器（地址為 ），EA端必需保持低電平（接地） .需留意地是：假如加密位 LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA.如EA端為高電平（接VCC端），CPU就執(zhí)行內(nèi)部程序儲(chǔ)備器中地指令 . 10Flash儲(chǔ)備器編程時(shí)，該引腳加上 +12V地編程電壓 Vpp.⑽PSEN：程序儲(chǔ)存答應(yīng)（PSEN）輸出是外部程序儲(chǔ)備器地讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51由外部程序儲(chǔ)備器取指令（或數(shù)據(jù)時(shí)），每個(gè)機(jī)器周期為兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖.當(dāng)拜訪外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器，沒(méi)有兩次有效地PSEN.⑾XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器地輸入端.精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載⑿ XTAL2：振蕩器反相放大器地輸出端 .LED數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽(yáng)極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由八個(gè)陽(yáng)極相連接地發(fā)光二級(jí)管組成；另一種是共陰極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由四個(gè)陰極相連接地發(fā)光二極管組成 不同但功能相同.其形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下列圖：LED地管腳和電路原理共陰極LED 數(shù)碼顯示塊地發(fā)光二極管陰極連接在一起，形成該模塊地公共端（通常稱為位選端），因此稱為共陰極 LED數(shù)碼顯示器，8個(gè)數(shù)碼管地另一端通常稱為段選端，當(dāng)顯示器地公共端接低電平，某個(gè)發(fā)光二極管地陽(yáng)極接高電平常，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；而共陽(yáng)極LED數(shù)碼顯示管是將二極管地陽(yáng)極連接在一起，形成共陽(yáng)極 LED 地公共端，該公共端必需接高電平，同理在共陽(yáng)極 LED數(shù)碼顯示塊中如某個(gè)發(fā)光二極管地陰極為低電平常，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮 .用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示 . 11靜態(tài)顯示就是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示地?cái)?shù)據(jù)送出后就不再掌握LED，直到下次顯示時(shí)再傳送一次新地顯示數(shù)據(jù) .靜態(tài)顯示地?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)固，占用地 CPU時(shí)間少.靜態(tài)顯示中，每個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)地具有鎖存功能地 I/O接口，該接口用于筆劃段字型代碼.這樣單片機(jī)只要把顯示地字形代碼發(fā)送到接口電路，該字段就可以顯示發(fā)送地字型.顯示新地?cái)?shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)再發(fā)送新地?cái)?shù)據(jù) .另一種方法是動(dòng)態(tài)掃描顯示 有較強(qiáng)地規(guī)律掌握才能，所以采納動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼并不復(fù)雜.而且軟件譯碼其譯碼規(guī)律可隨便編程設(shè)定，不受硬件譯碼規(guī)律限制，采納動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼地方式能大大簡(jiǎn)化硬件電路結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本，它用分時(shí)地方法輪番掌握各個(gè)顯示器地 COM端，使各個(gè)顯示器輪番點(diǎn)亮 .在輪番點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器地點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫，但由于人地視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管地余輝效應(yīng)，給人地印象就是一組穩(wěn)固地顯示數(shù)據(jù) .靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)固，占用很少地CPU時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都要單獨(dú)地顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用地電路硬件較少；動(dòng)態(tài)顯示需要CPU時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃耀感，占用地CPU時(shí)間多，但使用地硬件少，能節(jié)約線路板空間.12精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載本設(shè)計(jì)地顯示電路采納四個(gè)共陽(yáng) LED 四位數(shù)碼管，位碼用 PNP三極管驅(qū)動(dòng).如下圖所示：測(cè)距顯示電路發(fā)射電路主要由 74LS04和超聲波換能器構(gòu)成，單片機(jī) p1.0端口輸出 40KHZ方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器地一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波度，如下圖所示.超聲波發(fā)射電路13精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載超聲波接收電路主要由CX20216A和超聲波換能器構(gòu)成，CX20216A是一款紅外地專用芯片，考慮到紅外遙控常用地載波頻率38KH與測(cè)距地超聲波頻率40KHZ較為接近，故利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路，如下圖所示.超聲波接收電路5探測(cè)電路地設(shè)計(jì)物體探測(cè)電路可以用光電傳感器來(lái)制作 .但光電傳感器不能探測(cè)透亮地物體，紅外線傳感器在探測(cè)物體時(shí)需要有像人和動(dòng)物那樣與四周有肯定地溫度差這個(gè)條件 受這些條件地限制，對(duì)于透亮地或其它物體都可以探測(cè)，超聲波傳感器探測(cè)物體由直接方 14式和反射探測(cè)方式.直接探測(cè)方式地接收 /發(fā)射器要相互配置，假如接收到超聲波（有信號(hào)電壓）時(shí)，說(shuō)明接收/發(fā)射器中間沒(méi)有被測(cè)物體 .反之，接收不到超聲波（無(wú)電壓信號(hào)）時(shí)，就中間有被測(cè)物體 .發(fā)射探測(cè)方式地接收/發(fā)射器可以較近配置，有反射波時(shí)，說(shuō)明存在被測(cè)物體，發(fā)射探測(cè)方式地接收/發(fā)射器有單獨(dú)使用與共用兩種方式，共用方式就是一個(gè)超聲波傳感即用作接收器，也用作發(fā)送器，但需要收發(fā)切換電路 .軟件方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)就是以 AT89S51單片機(jī)為核心.它采納模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、發(fā)射子程序、接收子程序、定時(shí)子程序、顯示子程序等模塊組成 于鍵控循環(huán)工作方式下，當(dāng)按下測(cè)量鍵時(shí)，主程序開(kāi)頭調(diào)用發(fā)射子程序、查詢接收子程序、定時(shí)子程序，并把測(cè)量結(jié)果用顯示子程序在數(shù)碼管上顯示出來(lái) .雖然用一個(gè)單獨(dú)計(jì)時(shí)器電路也可以測(cè)量超聲波地傳輸時(shí)間，但利用 AT89S51單片機(jī)可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，便于操作和直觀讀數(shù) .為了增強(qiáng)系統(tǒng)地牢靠性，應(yīng)在軟硬件上采納 一些特別措施.主程序框圖如下所示：15精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載主程序框圖超聲波發(fā)生子程序地作用是通過(guò) p1.0端口發(fā)送 2個(gè)左右地超聲波信號(hào)頻率約 40KHZ地方波，脈沖寬度為 12us左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí).超聲波測(cè)距器主程序利用外中斷0檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（ INT0引腳顯現(xiàn)低電平），立刻進(jìn)入中斷程序.進(jìn)入中斷后就立刻關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距勝利標(biāo)志字賦值 假如當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)仍未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，就定時(shí)器 T0溢出中斷將外中斷 并將測(cè)距勝利標(biāo)志字賦值 2以表示此次測(cè)距不勝利.間值地讀取、距離運(yùn)算、結(jié)果地輸出等工作，如下圖所示：16精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載定時(shí)中斷子服務(wù)子程序 務(wù)子程序軟件程序見(jiàn)附錄二調(diào)試當(dāng)設(shè)計(jì)好硬件電路之后，在 Protues中畫(huà)好電路圖，然后進(jìn)行調(diào)試 .在進(jìn)行調(diào)試之前，17在萬(wàn)能板上焊接.精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載18當(dāng)焊接地時(shí)候，認(rèn)真對(duì)比仿真圖，焊接完了之后再檢查一遍，看有沒(méi)有多焊、漏焊以18及錯(cuò)焊等情形.在檢查地過(guò)程中要預(yù)防集成片 CX20216A與超聲波接收電路中地超聲波接收傳感器R地管腳接錯(cuò)了，同時(shí)在檢查地時(shí)候要留意硬件電路中各管腳是否有焊接在一起地情形，如有錯(cuò)誤改正即可 .在調(diào)試地過(guò)程中，我發(fā)覺(jué)沒(méi)什么現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)查閱資料，我發(fā)覺(jué)超聲波發(fā)射和接收電路中所使用地傳感器 ）在焊接時(shí)應(yīng)保持兩傳感器地中心軸線并行并，而我在焊接時(shí)并無(wú)留意，改正之后，連續(xù)檢查，又發(fā)覺(jué)超聲波接收電路中地超聲波接收傳感器地正極端接地了，改正后再經(jīng)檢測(cè)沒(méi)有什么太大問(wèn)題 .Keil軟件中輸入軟件程序，當(dāng)軟件程序地主程序以及各部分子程序都編完之后，進(jìn)行軟件編譯.之前地程序，發(fā)覺(jué)在輸入程序地時(shí)候顯現(xiàn)了錯(cuò)誤，對(duì)比改正之后再進(jìn)行編譯，發(fā)覺(jué)沒(méi)有錯(cuò)誤.3軟、硬件聯(lián)合調(diào)試當(dāng)做好硬件、軟件調(diào)試之后，把它們連接到一起整體調(diào)試 .把軟件地程序下到 AT89S51中，觀看現(xiàn)象，發(fā)覺(jué)喇叭響，由于在做試驗(yàn)地過(guò)程中，器件不是很完善，不能做進(jìn)一步地檢查，數(shù)碼管上有相應(yīng)地?cái)?shù)字顯示，有肯定地誤差，我再檢查一下各個(gè)接口，發(fā)覺(jué)有些沒(méi)有接好，有肯定地縫隙，改正之后有肯定改善，但仍是存在誤差（在誤差范疇內(nèi)） 精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載技術(shù)小結(jié)這次課程設(shè)計(jì)老師采納地是一人一題地做法，所以這次是真正意義上地獨(dú)立完成 . 19相比有利也有弊，一個(gè)人完成課程設(shè)計(jì)，沒(méi)有人相互爭(zhēng)論，什么都靠自己很迷茫，但自己可以學(xué)習(xí)到多方面地東西 .雖然之前有接觸過(guò)一些 Protues和Keil，但不是很熟，在這次課程設(shè)計(jì)中，很感謝很多同學(xué)地幫忙，讓我對(duì) Protues和Keil地基本用法明白透徹.我發(fā)覺(jué)有時(shí)一個(gè)人地課程設(shè)計(jì)會(huì)讓自己吸取到之前許多沒(méi)有明白地學(xué)問(wèn) .在本次課程設(shè)計(jì)中，也接觸到了許多之前沒(méi)有用過(guò)地器件，通過(guò)同學(xué)地幫忙和百度，讓我順當(dāng)?shù)赝瓿闪吮敬握n程設(shè)計(jì) .超聲波測(cè)距器在人們地生活開(kāi)車中是一個(gè)很有用地器件，通過(guò)這次我明白到它可以提示駕駛員倒車時(shí)有效地躲開(kāi)可能對(duì)倒車造成危害地障礙物和行防止由于倒車造成地汽車碰撞或擦傷經(jīng)濟(jì)缺失和人身安全問(wèn)題，其實(shí)在生活中仍有許多這樣有用地器件 .設(shè)計(jì)，我發(fā)覺(jué)我們專業(yè)可以開(kāi)發(fā)出許多有用地器件來(lái)保證大家地生活更加好，讓我對(duì)我們專業(yè)更多了一份明白和寵愛(ài)，也激起了我地愛(ài)好，我會(huì)連續(xù)努力充實(shí)自己，錘煉自己動(dòng)手才能，為以后能夠有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)好地作品奠定基礎(chǔ) .參考文獻(xiàn)器技術(shù).南京：東南高校出版社.2000 20閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：高等訓(xùn)練出版社 .199899高級(jí)應(yīng)用.北京：人民郵電出版社 .2000周學(xué)毛.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) .北京：高等訓(xùn)練出版社 .1997MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程.北京：清華高校出版社 .2002.2002系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：北京航空航天高校出版社 .1999羅萬(wàn)鈞.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) .陜西：西安電子科技高校出版社 .1995.2021張謙琳.超聲波檢測(cè)原理和方法 .中國(guó)科技高校出版社.1993占操.梁厚琴.曹燕.單片機(jī)系統(tǒng)中地軟件抗干擾技術(shù) .電子技術(shù).2003.紅外線與超聲波遙控.人民郵電出版社.1993精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載2121附錄精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載附錄二：軟件程序中斷入口程序ORG0000HLJMPSTART22精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載2324ORG0003HLJMP2324ORG000BHRETIORG0013HRETIORG001BHLJMPINTT1ORG0023HRETIORG002BHRETI主程序START:MOVSP,#4FHMOVR0,#40HMOVR7,#0BHCLEARDISP:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR7,CLEARDISPMOV20H,#00HMOVTMOD,#11HMOVTH0,#00HMOVTL0,#00HMOVTH1,#00HMOVTL1,#00HMOVP0,#0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHMOVR4,#04HSETBPX0SETBET1SETBEASETBTR1START1: LCALLDISPLAYJNB 00H,START1CLR EALCALLWORKCLR EAMOVR2,#32HLOOP: LCALLDISPLAYDJNZ R2,LOOP精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載2526CLR 00HSETB ET0MOV MOV TL0,00HSETBTR1SETBEASJMP2526中斷程序INTT1: CLREACLRTR0CLREX0MOVTH0,#00HMOVTL0,#00HMOVTH1,#00HMOVTL1,#00HSETBET0SETBEASETBTR0INTT11:CPLCNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR4,INTT11MOV R4,#04HLCALLDELAY_250SETB EX0RETIOUT:RETIPINT0: NOPJB CLRTR0CLREACLREX0MOV44H,TL0MOV45H,TH0MOVTH0,#00HMOVTL0,#00H精品學(xué)習(xí)資源歡迎下載2728JNBP3.2,$SETB2728PINT0_EXIT:RETI顯示程序DISPLAY:MOVR1,#40HMOVR5,#7FHPLAY: MOV A,R5MOV MOV P2,AMOV 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