超声波测距仪设计

超声波测距仪设计
超声波测距仪设计

超声波测距仪

一、功能要求

设计一个超声波测距仪,可以测量测距仪与被测物体间的距离。要求测量范围0.1~4.00没,测量精度1cm,测量时与被测物体不接触,并将测量结果显示出来。

二、系统硬件电路

1.单片机系统及显示电路

单片机采用89C51或89S51。采用12MHz高精度晶振,以获得较稳定的时钟频率,减小测量误差。单片机用p1.0端口输出超声波换能器所需的40Hz方波信号,利用外中断0口监测超声波接受电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳极LED数码管,段码用74LS244驱动,位用PNP8550驱动。

2.超声波发射电路

主要由74LS04和超声波换能器T构成。这种推挽形式的方波信号可以提高发射强度。反相器并联提高驱动能力。上拉电阻R1、R2提高74LS04输出高电平的驱动能力。

3.超声波接收电路

CX20106A是接收38KHz超声波的芯片,可利用它做接收电路。

4.系统程序

超声波测距仪的软件主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。

主程序:

开始

系统初始化

发送超声波脉冲

等待反射超声波

计算距离

显示结果

丢系统初始化,设置T0为方式1,EA=1,P0,P2清0。为避免超声波发射器直接接传送到接收器,需要延时0.1ms。由于时钟的频率是12MHz,计数器每计一个数就是1u s。如果按声速344m/s,则d=c*t/2=172T0 cm

超声波发生子程序:通过P1.0端口发送2个左右超声波脉冲信号,脉宽12u s,同时T0计数。

超声波测距仪利用中断0检测返回的超声波,一旦接收到返回的信号,立即进入中断。中断后就立即关闭T0停止计时。如果计数器益出则测试不成功。

3方案设计和选择

根据本次设计的要求,方案的选择应力求实用性强,性价比高,使用简单。

3.1 超声波测距的基本原理

谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波。超声波为直线传播方式,频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强。利用超声波的这种性能就可制成超声传感器,或称为超声换能器,它是一种既可以把电能转化为机械能、又可以把机械能转化为电能的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能转换为机械能,向外发送超声波;反之,当换能器处在接收状态时,它可将声能(机械能)转换为电能。

3.1.1 超声波发生器

为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

3.1.2 压电式超声波发生器原理

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示,它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。

3.1.3超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2 最常用的超声测距的方法是回声探测法,超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物面的距离s,即:s=340t/2。

由于超声波也是一种声波,其声速V与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对

测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后,

只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。如图3-1所示:

t

超声波发射 障碍物 S H θ

超声波接收 图3-1 超声波的测距原理

θ

cos S H =

(3-1)

)

(

H L arctg =θ (3-2)

式中:L---两探头之间中心距离的一半.

又知道超声波传播的距离为:

vt

S =2

( 3-3)

式中:v —超声波在介质中的传播速度;

t —超声波从发射到接收所需要的时间. 将(3—2)、(3—3)代入(3-1)中得:

]

cos[21H L arctg vt H =

( 3-4)

其中,超声波的传播速度v 在一定的温度下是一个常数(例如在温度T=30度时,V=349m/s);当需要测量的距离H 远远大于L 时,则(3—4)变为:

vt

H 21= ( 3-5)

所以,只要需要测量出超声波传播的时间t,就可以得出测量的距离H.

3.2单片机AT89S52

单片机一词最初源于“Single-Chip Microcomputer”,简称“SCM”。单片机也叫做“微控制器”或者“嵌入式微控制器”。它不是完成某一个逻辑功能的芯片(芯片也称为集成电路块,它是1958年9月12日,在Robert Noyce的领导下,科研小组发明集成电路后开始出现的一个名称),而是把一个微型计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它体积小、质量轻、价格便宜,为学习、应用和开发提供了便利条件。近年来,微处理器已广泛应用于多种领域,尤其是在智能仪器仪表中的应用更是如此,这不仅引起了产品本身的变革,也深深地影响设计的理念的变革。智能仪器仪表作为一种智能系统,其核心在于微处理器。基于微处理器的智能系统设计,已成为目前电子设计领域的一个热点。智能系统是一个复杂的系统,一般包含微处理器、按键与显示人机界面、A/D转换、D/A转换等基本功能部件,同时也包含与应用领域相关的其他特殊部件。智能系统一般需要在恶劣的环境下长期连续地工作,因此在满足功能的基础上,其可靠性也是设计时需要考虑的一个方面,目前已经普遍应用于通信、雷达、遥控和自动控制等各个领域中。在本次毕业设计中我选用的是AT89S52单片机。

AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

4.1 整体电路设计

整体电路的控制核心为单片机AT89S52。超声波发射和接收电路中都对相应信号进行整形及放大,以保证测量结果尽可能精确。超声波探头接OUT口实现超声波的发射和接收。另外还有温度测量电路测量当时的空气温度,等到把数据送到单片机后使用软件对超声波的传播速度进行调整,使测量精度能够达到要求。整体结构图包括超声波发射电路,超声波接收电路,单片机电路,显示电路与温度测量电路等几部分模块组成。而超声波发射与接收电路还要加入放大电路。在发射后把信号放大,接收前也要把还再次放大。

整体电路结构图如图4-1。

图4-1超声波测距原理图

单片机发出40kHZ的信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得时间为t,再由软件进行判别、计算,得出距离数并送LED 显示。

图4-2 超声波发送原理图

5.4 实现重要功能的程序的分析

5.4.1实现温度读取功能

uint Read_Temperature(void) //读取温度,返回整数值

{

uint c;

reset(); //复位18b20芯片

tu=0; //先置位温度正负标示为正

if(r)

{

write(0xCC); // 跳过多传感器识别skio rom write(0xBE); //发读内部9字节内容指令

c=read(); //读两个字

reset(); //读完两个字节后复位

write(0xCC); // 跳过多传感器识别skio rom write(0x44); // 发启动温度变换指令

图5-1 程序流程框图

if(c>0x1000){c=c+1;tu=1;} //若温度小于0,tu=1

c>>=4; //去掉低四位即为整数温度值,无需*0.0625

return c;

}

else{return r; } //返回0XFF表示未检测到18B20芯片}

5.4.2实现根据温度转化声速

int C_speed(void) //根据温度查算声速值

{

uchar y;

y=Read_Temperature(); //采温度

if(r){ //若温度有变化则按温度值取声速

{

T_C=y; //温度值=变化后的温度值

if(tu==0)speed=332+T_C*0.607; //温度为正则+声速

else speed=332-T_C*0.607; //温度为负则-声速

}

}else speed=346.5; //若1820不存在即无法读取温度,声

速=346.5M/S(取25度)

return speed;

}

5.4.3实现距离计算

float Dis_count() //距离计算函数

{

float cm;

cm=TH1*256+TL1;

cm-=7610; //减去限制10M的初值+可调误差值

cm*=speed; //计算距离uS*34650m

cm/=20000; //转换为s 单程

return cm;

}

5.4.4 主函数的结构与内容

void main(void) //主函数

{

uchar w;

Read_Temperature(); //先采一次温度

for(w=11;w<255;w--) //启动显示9~0,H~A,- {

LED_Data=LED0[w];

led_1H=0;led_2H=0;led_3H=0;

time(400);

bell=0;

LED_Data=0xff;

time(20);

bell=1;

OFF=0xff; //关闭P3口

}//--------------------------------------------

key();

T_show: //标号

EA=0; //关总中断

TR1=0; //停止计数

do{

LED_T_C(Read_Temperature());//采温度并转换为LED显示值

show(25); //显168次后采一次温度

key();

show(25);

key();

show(25);

key();

show(25);

key();

show(25);

key();

show(25);

key();

show(25);

key();

}while(show_temperature==1); //如WD为0只显示温度

//------------------测距部分开始

TMOD=0X11; //设定时器T0、T1工作于16位定时/计数模式

EA=1; //开总中断

IT1=1; //外部中断下降沿触发方式

w=0;

while(1)

{

TT1(); //装T1初值

TR1=1; //启动定时器T1

Send_40K(); //发送测量方波

time_11uS(6); //延时66uS,限制最小测量

ET1=1; //允许T1中断

EX0=1; //允许外部中断0中断

do{ led_display();}

while(flag==0&&TO==0); //判断是否有收到回波如有则计算判断是否超出测量范围

if(flag==1)

{

if(w>27){C_speed();w=0;} //测Wu次距后取一次温度声速

w++;

dis=Dis_count(); //转换距离

flag=0;

if(dis<=8||dis>=996){temp[0]=0xF7;temp[1]=0xF7;temp[2]=0xF7;}//溢出处理

else{

bell=0;

LED_temp(dis);

bell=1;

show(10); //测量数据显示

}

}

TO=0;

show(10);

key();

if(show_temperature==1)goto T_show; //如果WD为0则只显示温度

}

}

第1部分系统整体方案设计与比较

一、实验目的

1.用所学知识结合所查阅的资料提出设计方案

2.掌握系统整体方案设计的方法

3.培养分析系统设计方案的能力并从方案中选择一个最优的设计方案

二、实验内容

针对本次课题,提出几种总体设计方案,并比较其优缺点,确定两套方案中的一套为本课题采纳的方案并对主要思想进行初步的阐序。用方框图画出个方案的原理框图。并分析方案的重点也难点。

三、实验原理与方法

题目的要求是设计一个超声波测距仪,可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可以用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。具体要求如下:

1 测量范围在0.5-4.00m,测量精度1cm。

2 测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。

本次设计的重点与难点:

1 要对单片机的内部结构,特别是各个I/O口,中断和定时器部分。以及其外围电路的具体连接方法。

2 要对单片机的语言指令特别的熟练运用,能够根据参考资料结合自己的设计进行对程序的设计,排错。

3 选择一种适合的超声波测距方法。同时掌握其原理及工作方式。

四、实验步骤

多路遥控开关的实现方法有很多。但大部分都是纯硬件的电路。这样的电路结构复杂,不容易调试。但总的来说有无线和红外线等几种方式。就器件的简单程度和特定的民用要求,采用了红外线的遥控方式。且利用的是两片AT89S51单片机来实现的。根据老师的建议及性能的比较,选择了用软硬件结合的方式来实现。现在对如下两种方案做如下的简要介绍。

方案1:

利用分立模块的超声波测距仪

系统包括超声波测距模组、LED数码显示模组、驱动模组控制模组及电源五部分。

超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成,超声波的发射受主控制器控制(如图1.1所示);超声波换能器谐振在40KHz的频率,模块上带有40KHz 方波产生电路。

显示模块是一个8位段数码显示的LCD ;测量结果的显示用到三位数字段码,格式为X 点XX 米,同时还用两位数字段码显示数据的个数。

电源采用9V 的DC 电源输入,经稳压管后得出5V 以及3.3V 的电源供系统各部分电路使用。

图1.1 超声波测距的结构图

图1.2 红外接收电路

方案2:

根据设计要求并综合各方面因素,可以采用AT89S52单片机作为主控制器,用LED 数码管显示,超声波驱动信号用单片机发出和接收,基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图如图 1.3所示。超声波测距原理,即超声波发生器T 在某一时刻发出的一个超声波信号,当超声波遇到被测物体后反射回来,就被超声波接收器R 所接收。

图1.3基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图

超声波发射调理电路

超声波回波接收处理电路

模块接口

超声波 发射头

超声波

接收头

这样只要计算出发出信号到接收返回信号所用的时间,就可算出超声波发生器与反射物体的距离。

距离计算公式:

d=s/2=(c×t)/2

d为被测物与测距仪的距离

s为声波的来回路程

c为声速

t为声波来回所用时间

超声波是指频率高于20kHz的机械波。为了以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波,完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头,超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波,而在收回波的时候,则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般一般采用渡越时间法TOF(time off light)。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离,测量距离的方法有很多种,短距离的可以泳尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于高精度的中长距离测量,因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45m/s。单片机使用12MHz晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。

超声波发生器可以分为两类:一类是用电气方式产生超声波,另一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量,可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。

六、实验记录与结论

以上两种方案都有各自的优缺点,其中前者是纯硬件的数模电路,电路所涉及的器件相对较多,结构比较复杂,产品的寿命也因器件的数量而减少。同时考虑到本次设计为专业综合实验和单片机的优越性,尽管方案2应用到软件的知识太多,增大了电路实现的难度。但根据设计的技术含量和调试的简便性,同时该方案的系统稳定性较好,故选择了第二套方案。

第2部分原理图的绘制及仿真软件训练

一、实验目的

1.掌握原理图的绘制方法和protel软件的使用,便于以后实验的设计与进行

2.掌握电路仿真的方法和proteus软件的使用,便于对以后的实验的仿真与修改

3.掌握运用SYSTEM VIEW的使用方法并用其对以后的软件系统做仿真

二、实验内容

1.练习使用protel软件,并且用其绘制系统原理图

2.练习使用proteus软件,并且用来仿真单片机的部分实例

3.练习使用SYSTEM VIEW系统平台,并进行系统的设计与仿真

三、实验原理与方法

本次实验主要用到了protel软件和proteus软件。

1.PROTEL软件介绍

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最高,有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它,几乎所有的电子公司都要用到它,许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。

2. Proteus软件介绍

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。

3. SYSTEM VIEW软件介绍

System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析

平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真,直到一般的系统数学模型建立等各个领域,System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下,为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。

四、实验步骤

使用protel绘制原理图的步骤

1.设计图纸大小。首先要构思好零件图,设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的,设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。

2.设置protel 99 se/Schematic设计环境。包括设置格点大小和类型,光标类型等等,大多数参数也可以使用系统默认值。

3.旋转零件。用户根据电路图的需要,将零件从零件库里取出放置到图纸上,并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作。

4.原理图连线。利用protel 99 se/Schematic提供的各种工具,将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的原理图。

5.调整线路。将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改,使得原理图更加美观。

6.报表输出。通过protel 99 se/Schematic提供的各种报表工具生成各种报表,其中最重要的报表是网络表,通过网络表为后续的电路板设计作准备。

7.文件保存及打印输出。最后的步骤是文件保存及打印输出。

使用proteus仿真的步骤

1. 添加元件;添加本次仿真所需要的元件到元件列表。

2. 放置元件;将添加进来的元件,放置到原理图编辑区中。

3. 电路图布线;将各个元件连接起来。

4. 系统仿真;导入程序文件,进行仿真,观察结果。

五、实验记录与结论

使用protel绘制出来的单片机最小系统的原理图截图,如图2.1。

图2.1 ADC转换原理图

使用proteus设计的电动机显示实例截图,如图2.2。

图2.2 电动机原理图

通过本次实验让我对Proteus,protel和System view有了一定的了解,能用Proteus绘制一些简单的仿真图如图2.1和2.2。同时对protel的制作步骤

也有了个较深的了解,相信对后面的系统设计有很大的帮助。最后也对System view做了一定的了解,但是还很薄弱,以后还得加强。

第3部分系统的硬件电路及软件设计

一、实验目的

1.掌握运用汇编语言编写程序和模块化的编程概念

2.对系统硬件电路进行详细设计,画出原理图

3.掌握各单元模块的使用方法及功能

二、实验内容

1.设计超声波测距仪系统各个部分的硬件电路,并且在protel中画出原理

图。

2.利用Keil软件,设计出系统软件的程序代码。

三、实验原理与方法。

At89s52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑

操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程 Flash AT89S52 P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0不具有内部上拉电阻。在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。P1口:P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。此外,P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和定时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。

在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。

引脚号第二功能

P1.0 T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出

P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)

P1.5 MOSI(在系统编程用)

P1.6 MISO(在系统编程用)

P1.7 SCK(在系统编程用)

P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,p3输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用。

在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。

端口引脚第二功能

P3.0 RXD(串行输入口)

P3.1 TXD(串行输出口)

P3.2 INTO(外中断0)

P3.3 INT1(外中断1)

P3.4 TO(定时/计数器0)

P3.5 T1(定时/计数器1)

P3.6 WR(外部数据存储器写选通)

P3.7 RD(外部数据存储器读选通)

此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST——复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对FLASH存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。

如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。

PSEN——程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP——外部访问允许,欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时,该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

超声波测距仪硬件电路的设计

超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的:了解超声波测距仪的原理,掌握焊接方法,掌握电路串接方法,熟悉电路元件。 实验设备及器材:电烙铁,锡线,电路元件 实验步骤:1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序: #include unsigned char code dispbitcode[]={0x31,0x32,0x34,0x38,0x30,0x30, 0x30,0x30}; unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x77,0x7c,0x 39}; unsigned char dispbuf[8]={10,10,10,10,10,10,0,0}; unsigned char dispcount; unsigned char getdata; unsigned int temp; unsigned int temp1;

unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }

单片机应用_超声波测距器

单片机课程设计 一、需求分析: 超声波测距器,可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量围在1m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。 本文旨在设计一种能对中近距离障碍物进行实时测量的测距装置,它能对障碍物进行适时、适量的测量,起到智能操作,实时监控的作用。 关键词单片机AT82S51 超声波传感器测量距离 二、硬件设计方案 设计思路 超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段,必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(time of flight)。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离 测量距离的方法有很多种,短距离的可以用尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为340米/秒,由单片机负责计时,单片机使用12.0M晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播距离远,因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到要求。 超声波发生器可以分为两类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量,可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。 根据设计要求并综合各方面因素,可以采用AT89S51单片机作为主控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器完成,超声波测距器的系统框图如下图所示: 超声波测距器系统设计框图 主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。采用AT89S51来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送,然后单片机不停的检测INT0引脚,当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。

基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文

基于单片机的超声波测距电子烧友会基于51单片机的超声波测距仪 之倒车雷达作品设计毕业论文 摘要: 超声波具有指向性强,能量消耗缓慢,传播距离较远等优点,所以,在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中,超声波测距是目前应用最普遍的一种,他广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。 本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性,以及STC公司的STC89C52的单片机的性能和特点,并在分析了超声波测距的原理的基础上,指出了设计测距系统的不足并加以改进,将温度引起的误差考虑在内并且加以修正,给出了以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单并且做到了可设计报警范围的功能,在测量精度方面能达到工业使用的要求。 关键词:单片机;液晶显示;报警;测距 I

Ultrasonic distance measurement based on single chip Abstract:Ultrasound has a strong point, the energy consumption of the slow spread of the advantages of distance, so the use of sensor technology and automatic control technology, the program combines distance, ultrasonic distance measurement is the most common one, and he widely used in security, parking sensor, water level measurement, construction sites and some industrial sites. This subject introduces the principles and characteristics of ultrasonic sensors, and microcontroller STC89C52 STC's performance and characteristics, and the analysis of the ultrasonic distance measurement based on the principle that the lack of design ranging system and make improvements, will into account the error due to temperature and should be amended to STC89C52 given low-cost microcontroller as the core, high-accuracy, liquid crystal display ultrasonic ranging system of hardware and software design methods. The system circuit design is reasonable, stable, good performance, fast detection of simple calculation and can be designed to achieve the alarm range of functions to achieve precision in the measurement requirements for industrial use. Keywords:microcontroller; LCD display; alarm; ranging

超声波测距仪毕业论文

第一章绪论 1.1课题设计目的及意义 1.1.1设计的目的 随着科学技术的快速发展,超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目 前技术水平来说,人们可以具体利用的测距技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求,如声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度的被动测距声纳,以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳,实现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的潜艇声纳,特别是解决浅海水中目标识别问题;大力降低潜艇自噪声,改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑,未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨,与其他的测距仪集成和融合,形成多测距仪。随着测距仪的技术进步,测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。在新的世纪里,面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 1.1.2设计的意义 超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如:液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计,还能进一步提高自己的电路设计水平,深入对单片机的理解和应用。 1.2超声波测距仪的设计思路 1.2.1超声波测距原理 发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播,在到达被测物体时被反射返回,由接收器接收,其往返时间为t,由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关,下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。

超声波测距仪(毕业设计)

毕业设计 毕业设计题目:超声波测距仪的设计 学生姓名: 学号: 系别: 专业班级: 指导教师姓名及职称: 起止时间:

摘要 现代的社会已经进入了飞速发展的阶段,人们在各个领域对测距仪的应用,有越来越广泛的需求。针对愈发广泛的应用需求,设计一种经济实用﹑准确度高﹑响应灵敏的测距仪很有必要,而本文设计的超声波测距仪恰好满足以上要求。 由于超声波具有指向性强和传送距离远等优点,人们很容易利用超声波制成测距仪。为了实现测距功能,本设计以AT89S51芯片为核心,再结合4位一体共阴LED数码管、超声波传感器模块和12.0M晶振等器件。系统里包括了单片机系统,LED显示电路,复位电路以及超声波发射接收电路。 关键词超声波测距仪 AT89S51芯片

Abstract Modern society, has entered a stage of rapid development. Application of range finder in many fields , has a growing demand. In order to meet the increasing demands , it is necessary to design an economical range finder, which has a high accuracy and a sensitive response. The ultrasonic range finder designed in this thesis just satisfies the above requirements. Because of good directivity and long transmission of ultrasonic, it is easy to fabricate an range finder by ultrasonic. In order to achieve the function of measuring distance , ultrasonic range finder is designed with AT89S51 chip as the core. It also contains four in one common cathode LED digital tube, ultrasonic sensor module, and 12.0M crystal . The ultrasonic range finder is made up ofa single-chip system, LED display circuit, reset circuit, and an ultrasonic transmitting and receiving circuits. Key words:Ultrasonic Range finder AT89S51 chip

超声波测距仪的设计说明

题目:超声波测距仪的设计 超声波测距仪的设计 一、设计目的: 以51单片机为主控制器,利用超声波模块HC-SR04,设计出一套可在数码管上实时显示障碍物距离的超声波测距仪。 通过该设计的制作,更为深入的了解51的工作原理,特别是51的中断系统及定时器/计数器的应用;掌握数码管动态扫描显示的方法和超声波传感器测距的原理及方法,学会搭建51的最小系统及一些简单外围电路(LED显示电路)。从中提高电路的实际设计、焊接、检错、排错能力,并学会仿真及软件调试的基本方法。 二、设计要求: 设计一个超声波测距仪。要求: 1.能在数码管上实时显示障碍物的实际距离; 2.所测距离大于2cm小于300cm,精度2mm。 三、设计器材: STC89C52RC单片机 HC-SR04超声波模块 SM410561D3B四位的共阳数码管 9014三极管(4) 按键(1) 电容(30PF2,10UF1) 排阻(10K),万用板,电烙铁,万用表,5V直流稳压电源,镊子,钳子,

导线及焊锡若干,电阻(200欧5)。 四、设计原理及设计方案: (一)超声波测距原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T,然后求出距离L。基本的测距公式为:L=(△t/2)*C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速,常温下取为344m/s 声速确定后,只要测出超声波往返的时间,即可求得L。 根据本次设计所要求的测量距离的围及测量精度,我们选用的是HC-SR04超声波测距模块。(如下图所示)。此模块已将发射电路和接收电路集成好了,硬件上不必再自行设计繁复的发射及接收电路,软件上也无需再通过定时器产生40Khz的方波引起压电陶瓷共振从而产生超声波。在使用时,只要在控制端‘Trig’发一个大于15us宽度的高电平,就可以在接收端‘Echo’等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就打开定时器开始计时。 当此口变为低电平时就停止计时并读出定时器的值,此值就为此次测距的时间,再根据传播速度方可算出障碍物的距离。 (二)超声波测距模块HC-SR04简要介绍 HC-SR04超声波测距模块的主要技术参数使用方法如下所述: 1. 主要技术参数: ①使用电压:DC5V ②静态电流:小于2mA ③电平输出:高5V

超声波测距仪毕业设计论文

1 绪论----------------------------------------------- 2 1.1 课题背景、目的和意义 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2 课题主要内容 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2 系统概述------------------------------------------- 3 2.1 超声波测距仪的原理 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2 两种常用的超声波测距方法 ------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.3 超声波的介绍 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.4 超声波传感器 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 2.5 本章小结 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 3 系统设计------------------------------------------ 10 3.1 系统组成 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 3.2 超声波测距仪硬件设计 ------------------------------------------------------------------------------------------ 11 3.3 超声波测距仪软件设计 ------------------------------------------------------------------------------------------ 13 3.4 本章小结 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 16 4 系统调试------------------------------------------ 17 4.1 软硬件的调试 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 4.2 仪器精度分析及如何提高超声测距精度---------------------------------------------------------------------- 17结论-------------------------------------------------- 20致谢-------------------------------------------------- 21参考文献 ------------------------------------------ 22附录 A ------------------------------------------------ 23附录B ---------------------------------------------- 24

简易超声波测距仪的设计

摘要 超声波具有指向性强,能量消耗缓慢,传播距离较远等优点,所以,在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中,超声波测距是目前应用最普遍的一种,它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。 本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性,以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点,并在分析了超声波测距的原理的基础上,指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题,给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计,由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 经实验证明,这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好,经过系统扩展和升级,可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。 关键词AT89C51;超声波;测距

Abstract Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring,building construction site and some industrial scenes extensively. This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking AT89C51 as the core. 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 AT89C51; Ultrasonic Wave; Measure Distance

超声波测距仪的设计毕业论文

摘要 随着社会的发展,传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求,例如在井深,液位,管道长度等场合,传统的测距方法根本无法完成测量的任务。还有在很多要求实时测距的情况下,传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是,一种新的测距方法诞生了——非接触测距。超声波可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。 目前对于超声波精确测距的需求也越来越大,如油库和水箱液面的精确测量和控制,物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造,电子冶金,航海,宇航,石油化工,交通等工业领域也有广泛地应用。此外,在材料科学,医学,生物科学等领域中也占具重要地位。 随着计算机技术、自动化技术和工业机器人的不断发展和广泛应用,测距问题显得越来越重要。目前常用的测距方式主要有雷达测距、红外测距、激光测距和超声测距4种。与其他测距方法相比较,超声测距具有下面的优点:(1)超声波对色彩和光照度不敏感,可用于识别透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)。 (2)超声波对外界光线和电磁场不敏感,可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中。 (3)超声波传感器结构简单、体积小、费用低、技术难度小、信息处理简单

可靠、易于小型化和集成化。因此,超声波作为一种测距识别手段,已越来越引起人们的重视。 关键词:超声波;测距;电子电路

Abstract With the development of society, the traditional ranging method on many occasions has failed to meet the demands of the people, for example in the well depth, liquid level, pipe length and so on, the traditional ranging method can't finish the task of measurement. And in many requirements under the condition of the real-time location, the traditional method is also difficult to perform a complete measurement range of tasks. These unique advantages of ultrasonic more and more attention by people. At present the demand for ultrasonic accurate location is more and more big, such as oil terminal and the liquid surface water tank precise measurement and control, the object of the stomata size in testing and mechanical internal damage detection, etc. transportation and other industrial areas also have widely application. In addition, in material science, medicine, biological sciences and also accounted for a important position in. Along with the computer technology, automation technology and the development of industrial robots and the widespread application, location problem is becoming more and more important Compared with other ranging method, ultrasonic ranging has the following advantages: (1) to light and color ultrasonic not sensitive, can be used to identify transparent and diffuse sexual difference of objects (such as glass, polishing body). (2) ultrasonic outside light and the electromagnetic fields to not sensitive, and

基于单片机的超声波测距仪的设计与实现毕业论文

基于单片机的超声波测距仪的设计与实现

中文摘要 本设计基于单片机AT89C52,利用超声波传感器HC-SR04、LCD显示屏及蜂鸣器等元件共同实现了带温度补偿功能可报警的超声波测距仪。我们以AT89C52作为主控芯片,通过计算超声波往返时间从而测量与前方障碍物的距离,并在LCD显示。单片机控制超声波的发射。然后单片机进行处理运算,把测量距离与设定的报警距离值进行比较判断,当测量距离小于设定值时,AT89C52发出指令控制蜂鸣器报警,并且AT89C52控制各部件刷新各测量值。在不同温度下,超声波的传播速度是有差别的,所以我们通过DS18B20测温单元进行温度补偿,减小因温度变化引起的测量误差,提高测量精度。超声波测距仪可以实现4m以内的精确测距,经验证误差小于3mm。 关键词:超声波;测距仪;AT89C52;DS18B20;报警

Design and Realization of ultrasonic range finder based ABSTRACT The design objective is to design and implement microcontroller based ultrasonic range finder. The main use of AT89C52, HC-SR04 ultrasonic sensor alarm system complete ranging production. We AT89C52 as the main chip, by calculating the round-trip time ultrasound to measure the distance to obstacles in front of, and displayed in the LCD. SCM ultrasonic transmitter. Then the microcontroller for processing operation to measure the distance and set alarm values are compared to judge distance, when measured distance is less than the set value, AT89C52 issue commands to control the buzzer alarm, and control each member refresh AT89C52 measured values. Because at different temperatures, ultrasonic wave propagation velocity is a difference, so we DS18B20 temperature measurement by the temperature compensation unit, reducing errors due to temperature changes, and improve measurement accuracy. Good design can achieve precise range ultrasonic distance within 4m, proven error is less than 3mm. Keywords:Ultrasonic;Location;AT89C52;DS18B20;Alarm

10米超声波测距仪设计实现

10米超声波测距仪设计实现 一、功能要求 设计一个超声波测距仪,可以测量测距仪与被测物体间的距离。要求测量范围0.1~10.00米,测量精度1cm,测量时与被测物体不接触,并将测量结果显示出来。 二、系统硬件电路 1.单片机系统及显示电路 单片机采用89C51或89S51。采用12MHz高精度晶振,以获得较稳定的时钟频率,减小测量误差。单片机用p1.0端口输出超声波换能器所需的40Hz方波信号,利用外中断0口监测超声波接受电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳极LED数码管,段码用74LS244驱动,位用PNP8550驱动。 2.超声波发射电路 主要由74LS04和超声波换能器T构成。这种推挽形式的方波信号可以提高发射强度。反相器并联提高驱动能力。上拉电阻R1、R2提高74LS04输出高电平的驱动能力。 3.超声波接收电路 CX20106A是接收38KHz超声波的芯片,可利用它做接收电路。 4.系统程序 超声波测距仪的软件主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。 主程序:

开始 系统初始化 发送超声波脉冲 等待反射超声波 计算距离 显示结果 丢系统初始化,设置T0为方式1,EA=1,P0,P2清0。为避免超声波发射器直接接传送到接收器,需要延时0.1ms。由于时钟的频率是12MHz,计数器每计一个数就是1us。如果按声速344m/s,则d=c*t/2=172T0 cm 超声波发生子程序:通过P1.0端口发送2个左右超声波脉冲信号,脉宽12us,同时T0计数。 超声波测距仪利用中断0检测返回的超声波,一旦接收到返回的信号,立即进入中断。中断后就立即关闭T0停止计时。如果计数器益出则测试不成功。 3方案设计和选择 根据本次设计的要求,方案的选择应力求实用性强,性价比高,使用简单。 3.1 超声波测距的基本原理 谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波。超声波

超声波测距课程设计样本

目录 前言 1课题设计目及意义----------------------------------------------- 1 1.1设计目----------------------------------------------------- 1 1.2设计意义----------------------------------------------------- 1 1.3课题设计任务和规定------------------------------------------- 1 正文 1 课程方案设计------------------------------------------------- 2 1.1系统整体方案--------------------------------------------------- 2 1.2系统整体方案论证-------------------------------------------- 2 2系统硬件构造设计------------------------------------- 2 2.1 51系列单片机功能特点及测距原理------------------------------ 3 2.1.1 51系列单片机功能特点------------------------------------- 3 2.1.2 单片机实现测距原理 ----------------------------------------- 3 2.2 超声波电路构造------------------------------------------------ 4 2.3 超声波测距系统硬件电路设计---------------------------------- 4 2.4 PCB版图设计---------------------------------------------------- 5 3 系统软件设计----------------------------------------- 6 3.1 超声波测距仪算法设计---------------------------------------- 7 3.2 主程序流程图--------------------------------------------------- 7 3.3单片机某些C语言程序-------------------------------------------- 8 3.4超声波测距某些C语言程序-------------------------------------- 11

超声波测距仪毕业设计论文

For personal use only in study and research; not for commercial use 第一章绪论 1.1课题设计目的及意义 For personal use only in study and research; not for commercial use 随着科学技术的快速发展,超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目 前技术水平来说,人们可以具体利用的测距技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求,如声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度的被动测距声纳,以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳,实现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的潜艇声纳,特别是解决浅海水中目标识别问题;大力降低潜艇自噪声,改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑,未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨,与其他的测距仪集成和融合,形成多测距仪。随着测距仪的技术进步,测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。在新的世纪里,面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 For personal use only in study and research; not for commercial use 超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如:液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计,还能进一步提高自己的电路设计水平,深入对单片机的理解和应用。 1.2超声波测距仪的设计思路

超声波测距器课程设计

《微机原理及应用》课程设计 超声波测距器的设计 学生姓名郝强 学号20110611113 学院名称机电工程学院 专业名称机械电子工程 指导教师王前 2013年12月27日

摘要 随着科学技术的快速发展,超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析,利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识,采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性,采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性,超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。 关键词:超声波;传感器;测量距离;控制

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1.设计目的 (4) 2.总体方案 (4) 3.硬件设计 (5) 3.1 超声波测距器硬件电路设计 (5) 3.2.1单片机芯片的选择 (6) 3.2.2AT89C51定时计数应用电路 (6) 3.3超声波发射电路设计 (6) 3.3.1选择超声波发生器类型 (6) 3.3.2 超声波发射电路设计 (7) 3.4超声波接收电路设计 (8) 3.5超声波显示电路设计 (9) 4.软件设计 (9) 4.1波测距器的算法设计 (10) 4.2系统的主控制程序设计 (11) 4.3发生子程序设计 (12) 4.4接收中断程序设计 (13) 4.5显示程序设计 (14) 4.6距离计算程序 (15) 5.结论 (17) 参考文献 (18)

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