超聲波測距儀畢業(yè)設計_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  畢 業(yè) 設 計</b></p><p>  畢業(yè)設計題目:超聲波測距儀的設計</p><p>  學生姓名: </p><p><b>  學 號:</b></p><p><b>  系 別:</b></p&

2、gt;<p><b>  專業(yè)班級:</b></p><p>  指導教師姓名及職稱:</p><p><b>  起止時間:</b></p><p><b>  摘 要</b></p><p>  現(xiàn)代的社會已經(jīng)進入了飛速發(fā)展的階段,人們在各個領域對測距儀的應

3、用,有越來越廣泛的需求。針對愈發(fā)廣泛的應用需求,設計一種經(jīng)濟實用﹑準確度高﹑響應靈敏的測距儀很有必要,而本文設計的超聲波測距儀恰好滿足以上要求。</p><p>  由于超聲波具有指向性強和傳送距離遠等優(yōu)點,人們很容易利用超聲波制成測距儀。為了實現(xiàn)測距功能,本設計以AT89S51芯片為核心,再結合4位一體共陰LED數(shù)碼管、超聲波傳感器模塊和12.0M晶振等器件。系統(tǒng)里包括了單片機系統(tǒng),LED顯示電路,復位電路以及

4、超聲波發(fā)射接收電路。</p><p>  關鍵詞 超聲波 測距儀 AT89S51芯片</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  Modern society, has entered a stage of rapid development. Application of range finder in

5、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

6、 in this thesis just satisfies the above requirements. </p><p>  Because of good directivity and long transmission of ultrasonic, it is easy to fabricate an range finder by ultrasonic. In order to achieve th

7、e 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 ultras

8、onic range finder is made up ofa single-chip system, LED display circuit, reset circuit, and an ultrasonic transmitting and receiving circ</p><p>  Key words:Ultrasonic Range finder AT89S51 chip</p>

9、<p><b>  目 錄</b></p><p><b>  第1章 緒論1</b></p><p>  1.1設計的背景1</p><p>  1.2設計的意義1</p><p>  第2章 超聲波測距原理2</p><p>  2.1 超聲

10、波簡介2</p><p>  2.2 超聲波測距原理2</p><p>  2.3 超聲波傳感器3</p><p>  第3章 方案論證4</p><p>  3.1 設計思路4</p><p>  3.2 系統(tǒng)結構設計5</p><p>  第4章 主要元件介紹6&l

11、t;/p><p>  4.1單片機AT89S516</p><p>  4.1.1 AT89S51簡介6</p><p>  4.1.2 AT89S51的主要性能特點6</p><p>  4.1.3 管腳說明7</p><p>  4.2超聲波傳感器HC-SR048</p><p>  

12、4.2.1端口介紹8</p><p>  4.2.2主要技術參數(shù)8</p><p>  4.2.3基本工作原理8</p><p>  4.2.4超聲波時序圖9</p><p>  4.2.5模塊線路圖10</p><p>  4.2.6最遠探測距離調(diào)節(jié)11</p><p>  4.3

13、 74HC573器件11</p><p>  4.3.1定義11</p><p>  4.3.2原理說明:12</p><p>  第5章 硬件電路設計13</p><p>  5.1電源電路:13</p><p>  5.2復位電路:13</p><p>  5.3顯示電路:1

14、4</p><p>  5.4超聲波傳感器電路14</p><p>  第6章 系統(tǒng)誤差分析15</p><p>  6.1 誤差分析的先決條件15</p><p>  6.2誤差分析表15</p><p>  6.3誤差分析16</p><p>  6.4誤差分析總結17<

15、/p><p>  第7章 總結18</p><p><b>  參考文獻18</b></p><p><b>  致謝20</b></p><p>  附錄1 整體電路圖20</p><p>  附錄2 測量現(xiàn)場圖21</p><p>  

16、附錄3 程序清單22</p><p><b>  第1章 緒論</b></p><p><b>  1.1設計的背景</b></p><p>  如今,社會的發(fā)展不斷帶動了人們對測量長度或距離需求的提高。以前傳統(tǒng)的測距方法在許多場合已不能滿足人們愈發(fā)廣泛的應用需求,比如是在管道長度﹑井深﹑液位等場合的測量。特別是在要

17、求實時測距的情況下,傳統(tǒng)的測距方法不能完成測量任務。在此背景下便產(chǎn)生了非接觸式的測量需求。</p><p>  采取非接觸式對距離進行測量的工具,最可靠便捷的是無線測距儀。目前,超聲波測距,微波雷達測距和激光測距三種測距方式是現(xiàn)在通過波的形式進行測距的主要技術。其中,雷達測距儀和激光測距儀的制作難度較高,造價高昂,很難普及到普通人們的日常應用,并且在使用過程中有其局限性,如激光易受外界光影響,微波雷達易受電磁場影

18、響。而超聲波測距儀具因其受外界影響較小,測量速度快,制作簡單,造價低廉,準確可靠等優(yōu)點,被越來越多的人使用。</p><p>  目前,國內(nèi)外超聲波測距方面的研究水平和方向各有不同,某些方面已取得一定應用,能精確地測量距離,如管道長度﹑井深﹑液位等場合。但超聲波測距儀有與其它系統(tǒng)工具組合應用的發(fā)展方向,比如現(xiàn)在已被廣泛使用的可語音播報的汽車倒車雷達,有自動避障行走功能的機器人等。所以超聲波測距儀未來在各個領域的發(fā)

19、展空間很大,發(fā)揮越來越重要的作用,滿足愈發(fā)廣泛的應用需求。</p><p><b>  1.2設計的意義</b></p><p>  目前,隨著我國城市化進程不斷加快,城市規(guī)模擴大,城市人口數(shù)量激增,城市給排水系統(tǒng)壓力越來越大。更加上歷史原因以及種種不可忽視的原因,比如拆遷問題,排水系統(tǒng)建設往往跟不上城市建設的腳步。每當暴雨來襲,新聞里總會看到街道積水,給市民的生活帶

20、來極大的不便。因此,對排水系統(tǒng)中重要一環(huán)的箱涵進行排污疏通治理必不可少。</p><p>  由于人們的環(huán)保意識不足,隨地亂扔垃圾的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn),所以容易導致排水系統(tǒng)箱涵內(nèi)積累大量雜物,在加上箱涵的容積較小,人們不能親自清理。所以人們選擇了機器人這科技產(chǎn)物,對箱涵進行疏通清理。而設計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng),保證機器人在箱涵自由排污疏通,是箱涵排污疏通機器人的設計研制的核心部分,控制系統(tǒng)核心部分就

21、是超聲波測距儀的研制[1]。</p><p>  從上面的例子可看出,超聲波測距儀的設計意義在與結合生活實際設計出簡便實用超聲波測距儀,為人類服務。</p><p>  第2章 超聲波測距原理</p><h3>  2.1 超聲波簡介</h2><p><b> ?。?)定義</b></p><p

22、>  物體振動,就會發(fā)出聲音。這么簡單的道理我們都知道。我們把物體振動發(fā)出的機械波稱之為聲波。但是在正常的情況下,超聲波是不能被人們聽見的。因為超聲波的頻率超過了人們聽覺的極限??茖W研究表明,人耳聽到的的聲波頻率范圍為20~20000赫茲。而超聲波的頻率正好超過20000赫茲。</p><p><b> ?。?)產(chǎn)生方式</b></p><p>  產(chǎn)生超聲波的

23、方式與我們平時聽到的聲波的產(chǎn)生方式?jīng)]什么區(qū)別。都是物體振動的機械波以縱波的形式在空氣介質(zhì)中傳播。但不同的是可聞聲的頻率較低,波長較長,所以在一定范圍內(nèi)以直線傳播的方向性較差。然而超聲波的頻率較高,波長叫短,所以在一定范圍內(nèi)以直線傳播的方向性較好。在本設計的超聲波傳感器中,當傳感器模塊收到高電平TTL信號后,壓電晶片就會振動,發(fā)出超聲波。 </p><p><b> ?。?)波型</b>

24、;</p><p>  超聲波的應用波型有許多種,有橫波、縱波、蘭姆波和表面波(瑞利波),可通過聲波的傳播方向與物體振動方向的關系來辨別。超聲縱波是本設計應用的波型。</p><h3>  2.2 超聲波測距原理</h2><p>  超聲波測距儀測量距離利用的就是波的反射特性。測量前,要將超聲波測距儀水平對準被測物體,被測物體附近無其他干擾物。開始測量時,測距儀

25、就會發(fā)射出超聲波,等待超聲波返回,并同時計時。當接收到反射超聲波時,就會立即停止計時,將獲得的時間通過公式來計算測距儀與被測物體的距離。</p><p><b>  測量距離S為</b></p><p>  式中 v——傳播速度;</p><p><b>  ——單向傳播時間。</b></p><

26、p>  由上式可知,影響測量距離精度的主要因素是計時精度和傳播速度。所以如果要提高測量距離的精度,就要提高計時精度,和盡量選擇正常的傳播速度(傳播速度易受溫度等影響)。</p><h3>  2.3 超聲波傳感器</h2><p>  定義:能發(fā)射和接收超聲波的傳感器叫超聲波傳感器。目前電聲型傳感器與流體動力型傳感器是常用的超聲傳感器。 </p><p> 

27、 超聲波傳感器探頭的結構形式有許多種,如果接收表面波的是表面波探頭,只接收縱波的是直探頭,只接收橫波的是斜探頭。當然還有收發(fā)一體式探頭和收發(fā)分體式雙探頭。由于設計的需要,所以本次選用的是收發(fā)分體式雙探頭傳感器,即一個探頭發(fā)送超聲波,另一個探頭接收超聲波。</p><p>  超聲波傳感器的選擇對超聲波的測量起關鍵作用。如果超聲波頻率取得較低,雖探測距離較大,但容易收到外界雜音的影響。如果超聲波頻率取得較高,就會在

28、傳播的過程中衰減嚴重,探測距離較短,分辨能力變強。所以針對本設計的要求,本設計采用的是HC-SR04超聲波傳感器。</p><p>  HC-SR04超聲波傳感器是壓電傳感器。探頭的組成部分有壓電晶片、接頭、楔塊等。這種探頭有一個主要作用是發(fā)出超聲波和接收反射波。</p><p><b>  第3章 方案論證</b></p><h3>  3

29、.1 設計思路 </h2><p>  本次畢業(yè)設計的主要技術指標有兩個,一個是測量范圍為0.40~5.00m,另一個是測量精度為0.01m。要完成這兩個指標雖有點壓力,并不困難。</p><p>  首先,我認識到超聲波的優(yōu)勢特點就是指向性強,傳送距離遠,方向性好等,對于距離的測量非常適合。同時,因其超聲波測距原理通俗易懂,計算處理數(shù)據(jù)簡單,設計的結構簡單,并且在測量精度上能達到各種場

30、合的要求。完全能設計出一個成本低廉,工作穩(wěn)定可靠的超聲波測距儀。</p><p>  目前,市面上已經(jīng)有了專用的超聲波集成電路。但是專用的集成電路測量精度并不是很高,只能達到厘米級,只能滿足一般的測距要求。如果要制成更高精度毫米級別的超聲波測距儀,就要對其產(chǎn)生的誤差進行分析,并進行相應的補償,比如用溫度傳感器對超聲波的傳播速度進行溫度補償。由于本設計要求的測量精度為0.01m,不需要太高的測距要求。所以要滿足其要

31、求選用12.0M晶振和HC—SR04的超聲波傳感器就行了。</p><p>  設計出超聲波測距儀的方式有許多種。一種就是使用專用集成電路設計的測距儀,使用專用集成電路的最大優(yōu)點是使用簡單方便,但是它的缺點也很明顯,就是只有單一的測距功能,并且制作成本高,不利于推廣使用。另一種就是基于CPLD的超聲波測距儀。它的優(yōu)點是集成度高,開發(fā)周期短,利于開發(fā)多功能的超聲波測距設備。但是它的編程語言是硬件描述語言,我不太擅長

32、,所以最后不選擇這種設計方式。還有一種是以單片機為核心的超聲波測距儀。使用大學期間主要學習的是單片機系統(tǒng),再加上使用單片機對控制傳感器方面容易和計算簡單,能很好地操控整個設計。所以本設計的超聲波測距儀采用的是這種設計方式。</p><p>  大學期間,我們學生課程所學的主要是AT89C51的單片機,但由于現(xiàn)代技術的發(fā)展,AT89S51/52單片機幾乎取代了AT89C51/52單片機。所以本設計采用的是AT89S

33、51單片機。采用AT89S51單片機有極大的優(yōu)勢,首先它性能強大,性能主要有完善的輸入輸出端口﹑內(nèi)部程序存儲器,以及強大的控制端口。其次它也非常方便使用,單片機編寫程序與常用的計算機C語言基本相同。最后是AT89S51芯片價格便宜,適合推廣應用。</p><h3>  3.2 系統(tǒng)結構設計</h2><p>  超聲波測距儀系統(tǒng)結構如圖3.1所示。它主要由AT89S51單片機、HC—SR

34、04超聲波傳感器、電源電路、LED顯示電路及復位電路組成。系統(tǒng)主要功能包括:</p><p>  超聲波的發(fā)射、接收,并根據(jù)計時時間計算測量距離;</p><p> ?。?)LED數(shù)碼管顯示器顯示距離;</p><p> ?。?)當系統(tǒng)運行不正常時,用復位電路進行復位。</p><p>  圖3.1 超聲波測距儀系統(tǒng)結構框圖</p&

35、gt;<p>  第4章 主要元件介紹</p><h3>  4.1單片機AT89S51</h2><h4>  4.1.1 AT89S51簡介</h2><p>  AT89S51是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含4k Bytes ISP的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失

36、性存儲技術制造,兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構,芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,AT89S51在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用[2]。</p><p>  圖4.1 AT89S51管腳圖</p><h4>  4.1.2 AT89S51的主要性能特點</h2><p>  4k Bytes Flash片內(nèi)程序存

37、儲器;</p><p>  128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM);</p><p>  32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口;</p><p>  2個中斷優(yōu)先級、2層中斷嵌套中斷;</p><p><b>  5個中斷源;</b></p><p>  2個16位可編程定時器/計數(shù)器;

38、</p><p>  2個全雙工串行通信口;</p><p>  看門狗(WDT)電路;</p><p>  片內(nèi)振蕩器和時鐘電路;</p><p>  與MCS-51兼容;</p><p>  全靜態(tài)工作:0Hz-33MHz;</p><p>  三級程序存儲器保密鎖定;</p>

39、<p><b>  可編程串行通道;</b></p><p>  低功耗的閑置和掉電模式。</p><h4>  4.1.3 管腳說明</h2><p>  表4.1 AT89S52引腳說明</p><h3>  4.2超聲波傳感器HC-SR04</h2><p><b>

40、  4.2.1端口介紹</b></p><p>  接線端口:VCC、trig(控制端)、echo(接收端)、GND</p><h3>  4.2.2主要技術參數(shù)</h2><p>  1:工作用電壓范圍:3V-5.5V</p><p>  2:靜態(tài)電流:小于3mA      &#

41、160;</p><p>  3:電平輸出:高5V     </p><p>  4:電平輸出:底0V         </p><p>  5:感應角度:不大于20度    </p>

42、<p>  6:探測距離:0.03m-5m </p><p>  7: 高精度 可達0.3cm    </p><p>  圖4.2 HC-SR04超聲波傳感器模塊</p><h4>  4.2.3基本工作原理</h2><p>  (1)采用IO口TRIG觸發(fā)測距,給出至少1

43、0us的高電平信號; </p><p>  (2)模塊收到高電平信號后,會發(fā)送8個40khz的脈沖方波,并且通過1接收探頭檢測是否有信號返回;</p><p>  (3)當接收到有信號返回時,模塊就會通過IO口ECHO向單片機輸出一個高電平,超聲波從發(fā)射到返回的時間就是高電平持續(xù)的時間。之后就可以根據(jù)公式算出測量距離。</p><h4>  4.2.4超聲波時序圖&

44、lt;/h2><p>  圖4.3超聲波時序圖</p><p>  圖4.3表明當單片機向傳感器模塊發(fā)出一個10us的TTL信號后,模塊內(nèi)部就會循環(huán)發(fā)出8個40KHZ的電平脈沖,同時檢測是否有反射波返回。當檢測到有反射波后,就會輸出與檢測距離成1:1比例的回響電平。單片機收到回響信號后,就會根據(jù)高電平時間計算出距離。</p><p><b>  計算公式為:&

45、lt;/b></p><h4>  4.2.5模塊線路圖</h2><p>  圖4.4 HC-SR04超聲波傳感器模塊線路圖</p><h4>  4.2.6最遠探測距離調(diào)節(jié)</h2><p>  圖4.5 HC-SR04超聲波傳感器模塊背面圖</p><p>  圖4.5標示的R3電阻可以改變電阻的阻值大小來

46、調(diào)節(jié)檢測的最大距離??墒钱敊z測的距離越大,檢測角度相應地也會變大。檢測角度越大,就越容易受到被測物附近的物體影響,從而出現(xiàn)測量誤差。廠家那邊給了相應的參數(shù)數(shù)據(jù)。當R3為3.92K電阻時,最大檢測距離為3m,檢測角度小于15度;當R3為4.72K電阻時,最大檢測距離為7m,檢測角度小于30度。本次選用的R3電阻為4.52K,最大探測距離為5m。</p><h3>  4.3 74HC573器件</h2>

47、<p><b>  4.3.1定義</b></p><p>  74HC573是一款高速CMOS器件,74HC573引腳兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列,74HC573包含八路D 型透明鎖存器,每個鎖存器具有獨立的D 型輸入,以及適用于面向總線的應用的三態(tài)輸出,所有鎖存器共用一個鎖存使能(LE)端和一個輸出使能(OE)端[4]。</p><p>

48、  圖4.6 74HC573內(nèi)部功能圖</p><h4>  4.3.2原理說明:</h2><p>  當LE為高時,鎖存器就會進入透明模式,它的輸出狀態(tài)將會隨著輸入D的變化而變化;當LE為低時,鎖存器將儲存之前的輸入信息一段時間,等待LE的下降沿來臨。</p><p>  當OE為低時,8個鎖存器里面的內(nèi)容能正常輸出;當OE為高時,輸出就被阻止,OE端的任何操作

49、不會影響鎖存器的狀態(tài)。</p><p>  第5章 硬件電路設計</p><p><b>  5.1電源電路</b></p><p>  電源電路如下圖5.1所示。為方便起見,本設計采用的是1.5V電池供電,通過3個電池串聯(lián),輸出+4.5V直流電,作為電路的電源。其中加入自鎖開關,自鎖開關電路中起到電源的開關作用。</p>&l

50、t;p><b>  圖5.1 電源電路</b></p><p><b>  5.2復位電路</b></p><p>  如下圖5.2所示,復位就是在外部RESET引腳輸入一個正脈沖使單片機復位,使單片機系統(tǒng)強制恢復到初始狀態(tài),重新開始在初始狀態(tài)工作。本設計采用的是上電復位電路與電平式開關,能強制系統(tǒng)復位。</p><p&

51、gt;<b>  圖5.2 復位電路</b></p><p><b>  5.3顯示電路</b></p><p>  顯示電路如圖5.3,四位一體LED數(shù)碼管組成動態(tài)掃描電路,由AT89S51的P0口輸出。經(jīng)過上拉電阻,將信號通過電阻上拉到高電平,并且在電路中起限流作用。動態(tài)掃描時,LED的當前顯示位由P1口控制。</p><

52、p><b>  圖5.3顯示電路</b></p><p>  5.4超聲波傳感器電路</p><p>  如下圖5.4所示。采用IO口TRIG觸發(fā)測距,給至少10us的高電平信號; </p><p>  模塊收到高電平信號后,會發(fā)送8個40khz的脈沖方波,并且通過一接收探頭檢測是否有信號返回;當接收到有信號返回時,模塊就會向IO

53、

54、 </p&g

55、t;<p>  圖(a) 圖(b)</p><p>  圖5.4超聲波傳感器電路</p><h2>  第6章 系統(tǒng)誤差分析</h2><h3>  6.1 誤差分析的先決條件</h2><p>  雖然我設計的超聲波測距儀理論上能達到厘米級精確的測量。但實際上由于各

56、種因素的影響會造成誤差,所以要進行誤差測量,對誤差進行分析,了解產(chǎn)生誤差的原因,找出解決方法。</p><p>  根據(jù)超聲波的特點,為了避免低級的誤差,測量距離是要滿足一下條件:</p><p> ?。?)超聲波測距儀要垂直于被側物體。</p><p> ?。?)被測物體的表面要相對地平整,不能有凹凸不平。</p><p>  (3)附近不

57、能有干擾物體,如果附近有能反射超聲波的物體,會嚴重影響結果。</p><p>  由于要滿足這些條件,我選擇測距的地方為宿舍走廊。</p><p><b>  6.2誤差分析表</b></p><p><b>  圖6.1誤差分析表</b></p><p><b>  6.3 誤差分析&l

58、t;/b></p><p>  從圖6.1誤差分析表可看出很多東西。</p><p>  首先從以上測量數(shù)據(jù)可以看出,當測量距離為0.407m時,是測量不到毫米級的,只有當距離提高到0.41m,才會從0.40m轉到0.41m,這正好能符合設計的要求,測量精度0.01m。</p><p>  當在低距離時(0.04m~1.00m),在地面上的測量精度是很高的,顯

59、示的距離值很穩(wěn)定,不容易收到影響。但是當測量距離高于1.00m時,繼續(xù)在地面測量將會開始被地面的反射波影響。到1.50m時,就會造成嚴重的偏差,完全測不到對面墻體到測距儀的距離,可能顯示的是與地面某區(qū)域的距離。</p><p>  所以為了擺脫地面的影響,我把測試的高度提升到離地面0.3m的半空中。這時候,1.50m的測量距離能被精確地顯示出來。然后繼續(xù)測量,2.00m到4.00m的測量距離的結果還是比較準確的。

60、但是在2.50m左右就會開始產(chǎn)生誤差值,測量的距離雖能測量到實際距離,但偶爾測出的距離要比實際的距離要小一些,誤差值為0.01~0.02m。</p><p>  當距離提高到4.00m時,最大誤差值變?yōu)?.03m。并且經(jīng)常測出的距離要比實際的距離要小一些。而且數(shù)據(jù)顯示的變化很頻繁,這就證明了測距儀受到外界的影響越來越大。</p><p>  當再次把距離調(diào)到5.00m時,這是測出的數(shù)據(jù)時2

61、.36m,明顯不是真正的距離,可能也是受到地面的反射波影響,所以后面我把測量的高度提升到0.45m。這時測量出來的距離開始靠譜了,跟4.00m的最大誤差值一樣,都是0.03m,數(shù)據(jù)也是頻繁地變化,這說明當測量到5.00m時的數(shù)據(jù)還是比較勉強。</p><p><b>  6.4誤差分析總結</b></p><p>  總的來說,整個實驗過程不是很成功。首先我一開始選擇

62、地面進行測試,雖然在短距離內(nèi)能精確測量,但到了較高距離時就不能測量實際距離了。其次是我中期提升的高度不夠,使其也收到地面反射波的影響,違反了附近不能有干擾物體的條件。還有我還發(fā)現(xiàn)了一個錯誤,就是我宿舍的墻體不夠平整,可能這也是我測量長距離時數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的主要原因。</p><p>  但是正是從這次錯誤中,證明了各種因素都會使到測距儀產(chǎn)生誤差,由于自身能力有限的關系,我很難通過改變設計來解決這些誤差問題,終于認識到

63、了學海無涯,自己要加強學習。</p><p><b>  第7章 總結</b></p><h2>  本次設計的超聲波測距儀是相當成功的。首先,它操作簡單,只需要操作開關和復位鍵。經(jīng)過實際的測量后,發(fā)現(xiàn)它工作性能穩(wěn)定,能達到本次設計的任務要求。同時,它的制作成本很低,性價比高。</h2><p>  但是,本設計的超聲波測距儀雖在近距離能達到

64、精確測量,可是達到一定距離后會產(chǎn)生些許誤差,當然誤差值并不大。如果是應用在汽車倒車雷達上,這些誤差不是什么問題。如果是應用在工業(yè)等需要高精度的領域,這些誤差是致命的。所以要分析產(chǎn)生誤差的原因,并相應地進行補償,減小誤差。</p><p><b>  參考文獻:</b></p><p>  [1] 《超聲波測距儀的研制》 ,劉民 ,2005年</p>&

65、lt;p>  [2] 《AT89S51》 ,百度百科</p><p>  [3] 《HC-SR04_用戶手冊》 ,百度百科</p><p>  [4] 《74HC573》 , 百度百科</p><p>  [4] 宋躍. 《單片微機原理與技術》,電子工業(yè)出版社,2007年7月</p><

66、p>  [5]清源科技編著.《Protel 99 SE電路原理圖與PCB設計及仿真》,機械工業(yè)出版社,2003年1月</p><p>  [6] 徐英慧,馬忠梅 等.《ARM9嵌入式系統(tǒng)設計-基于S3C2410與Linux》,北京航空航天大學出版社,2010年9月</p><p>  [7]閻石,《數(shù)字電子技術基礎》,高等教育出版社,2006年5月致 謝</p>

67、<p>  這次做畢業(yè)設計,加上寫論文,修改論文等花了我很長的時間。在我剛開始做的時候,我許多東西都不懂,只會去百度了解一些基礎知識,經(jīng)歷了一段很漫長的時間,無數(shù)次的辛酸苦累,終于到現(xiàn)在的我對整個畢業(yè)設計滾瓜爛熟。在這期間,有許多人給予了我強大的支持和鼓勵,謝謝!</p><p>  首先,我要感謝指導老師。他每次在我困惑的時候,鼓勵我,并提供意見,指引我該怎么去思考。在修改論文的過程中,他經(jīng)常聯(lián)系我,

68、了解我的進度。當我交論文給他時,他都會認真地審核我的論文,并提供寶貴的修改意見,指出我的不足之處。謝謝!</p><p>  其次,我要感謝我的大學同學。雖然他們的畢業(yè)設計跟我的不同,但他們的很熱心地參與討論,給我提供了許多意見,這種情義我無法忘記,謝謝!</p><p>  我還要感謝我的父母,他們一直給予我精神上的支持,當我失落的時候一直鼓勵我,并且在家里經(jīng)常煲靚湯給我喝,生活上給了我

69、極大的幫助。謝謝!</p><p>  最后,再次說聲感謝!</p><p><b>  附錄1</b></p><p><b>  整體電路圖</b></p><p><b>  附錄2</b></p><p><b>  測量現(xiàn)場圖<

70、/b></p><p>  測量距離0.4m 測量距離5.00m</p><p><b>  附錄3</b></p><p><b>  程序清單</b></p><p>  /********************************

71、***************************************************************************/</p><p>  //接線:模塊TRIG接 P3.2 ECH0 接P3.3</p><p>  /********************************************************************

72、***************************************/ </p><p>  #include <reg52.H>//器件配置文件</p><p>  #include <intrins.h></p><p><b>  //按鍵聲明</b></p><p>  

73、sbit RX = P3^2;</p><p>  sbit TX = P3^3;</p><p><b>  //變量聲明</b></p><p>  unsigned int time=0;</p><p>  unsigned int timer=0;</p><p>  unsig

74、ned char posit=0;</p><p>  //模式 0正常模式 1調(diào)整</p><p>  char Mode=0;</p><p>  bit flag=0;</p><p>  Unsigned char const discode[] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0

75、x7f,0x6f,0x40,0xff/*-*/};</p><p>  unsigned char const positon[4]={0xfd,0xfb,0xf7,0xfe};</p><p>  unsigned char disbuff[4] ={0,0,0,0};</p><p>  unsigned char disbuff_BJ[4]={0,0,

76、0,0};//報警信息</p><p><b>  //延時100ms</b></p><p>  void delay(void) //誤差 0us</p><p><b>  {</b></p><p>  unsigned char a,b,c;</p><p> 

77、 for(c=10;c>0;c--)</p><p>  for(b=38;b>0;b--)</p><p>  for(a=130;a>0;a--);</p><p><b>  }</b></p><p>  /********************************************

78、**************************************************************/</p><p><b>  //掃描數(shù)碼管</b></p><p>  void Display(void) </p><p><b>  {</b></p><p&g

79、t;<b>  //正常顯示</b></p><p>  if(Mode==0)</p><p><b>  {</b></p><p>  if(posit==0)//數(shù)碼管的米標志</p><p><b>  {</b></p><p>  P0=(

80、discode[disbuff[posit]])|0x80;</p><p><b>  }</b></p><p><b>  else</b></p><p><b>  {</b></p><p>  P0=discode[disbuff[posit]];</p&g

81、t;<p><b>  }</b></p><p>  P1=positon[posit];</p><p>  if(++posit>=3)</p><p><b>  posit=0;</b></p><p><b>  }</b></p>

82、<p><b>  //報警顯示</b></p><p><b>  else</b></p><p><b>  {</b></p><p>  if(posit==0)//數(shù)碼管的米標志</p><p><b>  {</b></p&

83、gt;<p>  P0=(discode[disbuff_BJ[posit]])|0x80;</p><p><b>  }</b></p><p>  else if(posit==3)</p><p><b>  {</b></p><p>  P0=0x76;</p&

84、gt;<p><b>  }</b></p><p><b>  else</b></p><p><b>  {</b></p><p>  P0=discode[disbuff_BJ[posit]];</p><p><b>  }</b>

85、;</p><p>  P1=positon[posit];</p><p>  if(++posit>=4)</p><p><b>  posit=0;</b></p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b>&l

86、t;/p><p>  /**********************************************************************************************************/</p><p><b>  //計算</b></p><p>  void Conut(void)</p

87、><p><b>  {</b></p><p>  time=TH0*256+TL0;</p><p><b>  TH0=0;</b></p><p><b>  TL0=0;</b></p><p><b>  }</b><

88、/p><p>  /**********************************************************************************************************/</p><p><b>  //定時器0</b></p><p>  void zd0() interrupt 1

89、 //T0中斷用來計數(shù)器溢出,超過測距范圍</p><p><b>  {</b></p><p>  flag=1; //中斷溢出標志</p><p><b>  }</b></p><p>  /*****************************************

90、*****************************************************************/</p><p><b>  //定時器1</b></p><p>  void zd3() interrupt 3 //T1中斷用來掃描數(shù)碼管和計800MS啟動模塊</p><p><b>  {

91、</b></p><p><b>  TH1=0xf8;</b></p><p><b>  TL1=0x30;</b></p><p>  Display();</p><p><b>  timer++;</b></p><p>  if

92、(timer>=400)</p><p><b>  {</b></p><p><b>  timer=0;</b></p><p>  TX=1; //800MS 啟動一次模塊</p><p><b>  _nop_(); </b></

93、p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p>

94、<b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_

95、(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b>&l

96、t;/p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_();</b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p&g

97、t;<b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_(); </b></p><p><b>  _nop_();</b></p><p><b>  TX=0;</b></p><p><b>  } </b

98、></p><p><b>  }</b></p><p>  /**********************************************************************************************************/</p><p><b>  //主函數(shù)</

99、b></p><p>  void main(void)</p><p><b>  { </b></p><p>  TMOD=0x11; //設T0為方式1,GATE=1;</p><p><b>  TH0=0;</b></p><p>  TL0=0;

100、 </p><p>  TH1=0xf8; //2MS定時</p><p><b>  TL1=0x30;</b></p><p>  ET0=1;//允許T0中斷</p><p>  ET1=1; //允許T1中斷</p><p>  TR1=1;

101、 //開啟定時器</p><p>  EA=1;//開啟總中斷</p><p><b>  while(1)</b></p><p><b>  {</b></p><p>  while(!RX);//當RX為零時等待</p><p>  TR0=1;

102、//開啟計數(shù)</p><p>  while(RX);//當RX為1計數(shù)并等待</p><p>  TR0=0;//關閉計數(shù)</p><p>  Conut();//計算</p><p><b>  }</b></p><p><b>  }</b>&l

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