超聲波測(cè)距離課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1616頁10-頁題目: 超聲波測(cè)距離40KHzv在空氣中傳播，在到達(dá)被測(cè)物體時(shí)被反射返回，由接收器接收，其來回時(shí)間為t，由s=vt/2即可算出被測(cè)物體的距離。接收電路以及主電路。二、對(duì)本課程設(shè)計(jì)的分析總體設(shè)計(jì)方案介紹超聲波測(cè)距原理放射器發(fā)出的超聲波以速度v在空氣中傳播，在到達(dá)被測(cè)物體時(shí)被反射返回，由接收器接收，其來回時(shí)間為t，由s=vt/2即可算出被測(cè)物體的距離。由于超v在使用時(shí)，假設(shè)溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是根本不變的。1-1超聲波波速與溫度的關(guān)系表溫度〔℃〕-30-20 -100102030100聲速〔m／s〕313319 3253233383443493861-1超聲波測(cè)距儀原理框圖如以下圖40kHZ的信號(hào)，經(jīng)放大后通過超聲波放射器輸出；超聲波接收片機(jī)中斷程序，測(cè)得時(shí)間為t，再由軟件進(jìn)展判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送LED顯示。超聲波接收器超聲波接收器放大電路鎖相環(huán)檢波電路定時(shí)器單片機(jī)掌握顯示器超聲波放射器放大電路1-1超聲波測(cè)距儀原理框圖系統(tǒng)的硬件構(gòu)造設(shè)計(jì)檢測(cè)接收電路三局部。單片機(jī)承受AT89S51或其兼容系列。承受12MHz高精度P1.4端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號(hào)，利用外中斷P3.3端口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路4LED9012驅(qū)動(dòng)。51系列單片機(jī)的功能特點(diǎn)及測(cè)距原理51系列單片機(jī)的功能特點(diǎn)(AT89S51)40引腳雙列直插封裝(DIP)形式，B16bTOb的工／OI：IP0，P1，P2，P3，一個(gè)全雙功串行通信口等組成。特別Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器(E~PROM)，使其在實(shí)有用。5l系列單片機(jī)供給以下功能：4kB存儲(chǔ)器；256BRAM；32條工／O線；216b定時(shí)／計(jì)數(shù)器；52級(jí)中斷源；1個(gè)全雙向的串行口以準(zhǔn)時(shí)鐘電路。空閑方式：CPU停頓工作，而讓RAM、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)連續(xù)工作。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，制止芯片全部的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的狀況下構(gòu)成功能完善的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波放射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)動(dòng)身射和接收回波的時(shí)間差t，然后求出距離S＝Ct／2，式中的C為超聲波波速。C與溫度有關(guān)。三、主要電路模塊的實(shí)現(xiàn)方案比較及選擇超聲波放射電路74SL04和超40kHz的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)超群聲波的放射強(qiáng)度。圖3-1超聲波放射電路原理圖3-1超聲波放射電路原理件上的標(biāo)志。超聲波檢測(cè)接收電路集成電路CX20236A38kHz與測(cè)距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路(如圖2-3)。試驗(yàn)證明用CX20236A接收超聲波(無信號(hào)時(shí)輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干3-2超聲波檢測(cè)接收電路超聲波測(cè)距系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的特點(diǎn)是利用單片機(jī)掌握超聲波的放射和對(duì)超聲波自放射至接收來回AT89S514KROM，便于3-3。3-3單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路原理圖四、系統(tǒng)電路圖4-1系統(tǒng)電路圖34-1系統(tǒng)電路圖AT89S51CX20236A紅外接收芯片的掌握INT2引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗妼こ＞驼J(rèn)為超聲波已經(jīng)返BCD碼轉(zhuǎn)換LED數(shù)碼管顯示器上。五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖斷程序及顯示子程序等局部組成。主程序首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并給顯示端口P0和P2清0。然后調(diào)用超聲波12.5us左右，也就是超聲波頻率大約為40KHZ，連續(xù)發(fā)送15個(gè)波形〔這也是超聲波測(cè)距離會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的緣由〕后，才翻開外中斷1接收返回的超聲波信號(hào)。由于承受12MHz的晶振，機(jī)器周期為1us，當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)〔即超聲波來回所用的時(shí)間20340m/s則有：d=〔C*T0〕/2=170*T0/10000cm〔T0T0的計(jì)數(shù)值〕BCDLED5-1所示：5-1超聲波測(cè)距離主程序流程圖超聲波放射子程序和超聲波接收中斷程序P1.415個(gè)超聲波信號(hào)，頻率約40KHz的方波，脈沖寬度為12us左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器T0翻開進(jìn)展計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距離主程序利用外中斷1〔INT2引腳消滅低電平T01.5-2所示：5-1定時(shí)中斷子程序流程圖Φ15TCT40-10F〔T放射〕TCT40-10S1〔R接收，中心頻率為40kHz4～8cm，其余元件無特別量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C0的大小，以獲得適宜的接收靈敏度和抗干擾力量。實(shí)際狀況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔的范圍為0.06～5.5m，測(cè)距儀最大誤差不超過1cm話，就能使超聲波測(cè)距離在倒車系統(tǒng)和其他領(lǐng)域中得到最完善的表達(dá)。生活和科學(xué)技術(shù)水平供給了選擇。七、課程設(shè)計(jì)過程中遇到的主要問題以及解決方法設(shè)計(jì)過程中遇到的困難一個(gè)接著一個(gè)，該試驗(yàn)不能在Protus上進(jìn)展仿真試驗(yàn)收，承受什么芯片，收到回波后怎么樣計(jì)算。問題一：該試驗(yàn)不能在Protus上進(jìn)展仿真由于我不知道怎么在Protus上仿真出超聲波信號(hào)的放射和接收所以進(jìn)展不了仿真，這時(shí)候只能通過查資料直接在Protel上畫出該試驗(yàn)的整個(gè)電路圖，先做出硬件之后才能進(jìn)展試驗(yàn)。問題二：有些程序遇到瓶頸，不懂得該用什么指令來編寫整個(gè)程序串起來看的時(shí)候才找到解決的方法。這是最消耗我們兩個(gè)人心力的部分。問題三：發(fā)不出去設(shè)置接收成功標(biāo)志位，標(biāo)志位為1時(shí)才標(biāo)明接收到回波問題五：收到了怎么計(jì)算d=〔C*T0〕/2=170*T0/10000cm〔T0T0的計(jì)數(shù)值〕八、心得體會(huì)超聲波測(cè)距離一個(gè)生疏的字眼，中選擇它的時(shí)候我還不知道它的原理是什的結(jié)果。過程很困難，但是看著自己所做出來的成果，又感覺真的很快活。深了所學(xué)的單片機(jī)學(xué)問。為我們以后的就業(yè)和學(xué)習(xí)供給了很多的根底。超聲波測(cè)距離程序清單TZ_1MS EQU 40HORGSJMPORG

0000HMAIN0013HLJMPSUB_1MAIN:MOVTZ_1MS,#30;TZ_1MS2MOVTMOD,#01HT11MOVTH1,#00H;定時(shí)器初值設(shè)置MOVTL1,#00HMOV30H,#0;距離緩沖區(qū)初始化MOV31H,#0MOV32H,#0CLRTF1;T0溢出標(biāo)志CLRF0;去除接收成功標(biāo)志位SETBEA;開啟總中斷CLRIT1;外部中斷設(shè)為電平觸發(fā)方式SETBTR1;T1L1:CPLP1.4;P1.4取反，放射超聲波NOP;12.5us40MHZNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZ SETB EX1L2:JNB SJMP L4L3:JNB F0,L2

;15個(gè)波形發(fā)送完沒?沒就接著發(fā)送;151;T1L3T1有溢出,L4;1L2CALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLCALLLJMPL4:CLRCLRLJMP

CHENGFACHUFABCDDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYDPLYMAINTR1EX1MAIN

;接收成功后，就調(diào)用雙字節(jié)乘法模塊;調(diào)用雙字節(jié)除法模塊;BCD碼轉(zhuǎn)換模塊;屢次調(diào)用顯示子程序，保證顯示穩(wěn)定;MAIN連續(xù)循環(huán);T1;關(guān)閉外部中斷;MAIN連續(xù)循環(huán)0斷子程序:SUB_1:CLRTR1;T1CLREX1;關(guān)閉外部中斷SETBF0;1MOVR0,TH1;8R0MOVR1,TL1;8R1RETI;乘法模塊CHENGFA:MOVA,R1MOVB,#11HMULABMOVR4,AMOVR3,BMOVA,R0MOVB,#11HMULABADDA,R3MOVR3,AMOVA,BADDCA,#00HMOVR2,ARET;除法模塊CHUFA:MOV MOV MOV B,#24MOV R5,#0MOV MOV COM: CLR CMOV A,R4RLC AMOV R4,AMOV A,R3RLC AMOV R3,AMOV A,R2RLC AMOV R2,AMOV A,R6RLC AMOV R6,AMOV A,R5RLC AMOV R5,ACLR CMOV SUBB MOV R7,A ;暫存差值MOV SUBB A,0JC NEXTINCR4MOV R5,AMOV A,R7MOV R6,ANEXT:DJNZ MOV A,R3MOV R0,AMOV A,R4MOV RET;BCD碼轉(zhuǎn)換模塊:BCD: MOVR2,#0MOVR3,#0MOVR5,#16LOOP:CLR CMOV A,R1RLC AMOV MOV A,R0RLC AMOV R0,AMOV A,R3ADDCA,R3DAAMOV R3,AMOVA,R2ADDCA,R2DAAMOV R2,ADJNZ MOV B,#16MOV A,R3DIV ABMOV MOV31H,AMOV32H,BRET;顯示模塊:DPLY:MOVR1,#11111110BMOVDPTR,#TAB ;DPTRMOVR0,#30H ;R0MOVA,@R0 ;AMOVCA,@A+DPTR ;查表，查取