超聲波測距儀設(shè)計(jì)說明書

1、 1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在傳感器中的應(yīng)用越來越廣。超聲波測距與其它非接觸式的檢測方式方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法它不受光線，被測對象顏色，電磁干擾等影響。超聲波對于被測物體處于黑暗，有灰塵，煙霧，電磁干擾，有毒等惡劣的環(huán)境有一定的適應(yīng)能力2。因此在液位測量，機(jī)械手控制，車輛自動導(dǎo)航，物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。特別是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辯力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法高，而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，信號處理可靠等特點(diǎn)3。本次設(shè)計(jì)主要是利用STC12LE5406AD 單片機(jī)、超聲波

2、傳感器完成測距報(bào)警系統(tǒng)的制作，以STC12LE5406AD 為主控芯片，利用超聲波對距離的檢測，將前方物體的距離探測出來，然后單片機(jī)處理運(yùn)算，與設(shè)定的報(bào)警距離值進(jìn)行比較判斷，當(dāng)測得距離小于設(shè)定值時，STC12LE5406AD 發(fā)出指令控制蜂鳴器報(bào)警。1.2 設(shè)計(jì)要求隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中應(yīng)用越來越廣泛。其原理是：以STC12LE5406AD 為主控芯片，實(shí)現(xiàn)發(fā)射電路的控制和接收數(shù)據(jù)的處理，并用數(shù)碼管顯示測量的數(shù)據(jù)。具體指標(biāo)要求是：指標(biāo)1：測量精度-1+1cm指標(biāo)2：顯示四位本系統(tǒng)在“報(bào)警”方面進(jìn)行創(chuàng)新，其功能是：創(chuàng)新1：設(shè)定報(bào)警距離值，當(dāng)測得距離小于設(shè)定值時，蜂鳴器報(bào)警1.

3、3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、按鍵控制、四位數(shù)碼管顯示、報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：超聲波傳感器、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個階段。系統(tǒng)采用STC12LE5406AD 單片機(jī)作為核心控制單元,當(dāng)測得的距離小于設(shè)定距離時，主控芯片將測得的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比較處理。然后控制蜂鳴器報(bào)警。系

4、統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示。電源蜂鳴器報(bào)警模塊4位數(shù)碼管顯示模塊 STC12LE5406D主控制器模塊 按鍵控制超聲波傳感器模塊 圖1 系統(tǒng)方框圖附錄1 元器件清單CommentDescriptionDesignatorQuantity10UF電容C1122P電容C2, C32蜂鳴器Electrical BellLS11超聲波模塊Header, 4-PinP11PNP8550三極管Q2110K上拉電阻R1110k可調(diào)電阻R411K電阻R6110K電阻R71AJ按鍵SW1, SW2, SW33單片機(jī)U211602液晶U4112M晶振1附錄2 超聲波測距電路原理圖 附錄3 程序清單#includ

5、e unsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x89,0xa3,0x8c,0xc8;/0-9,a-f 共陽數(shù)碼管段碼unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;/ 0x76,0x3f,0x3f,0x4funsigned char temp4;unsigned char dispcount;unsigned char i;unsigned int x;unsigned long l,time;/-定義管腳

6、unsigned char timecount;unsigned char testok;/*數(shù)碼管控制*/sbit W0=P20; / 數(shù)碼管第一位位選對應(yīng)P20sbit W1=P21; / 數(shù)碼管第二位位選對應(yīng)P21sbit W2=P22; / 數(shù)碼滾第三位位選對應(yīng)P22sbit W3=P23; / 數(shù)碼管第四位位選對應(yīng)P23/*超聲波定義*/sbit FS=P35; /定義發(fā)射的IO口sbit LS=P37; /蜂鳴器控制/*開關(guān)定義*/sbit K1=P10; /開始測距鍵bit k1; /按鍵標(biāo)志位/bit flag;/*延時函數(shù)*/ void delay100us(void)/延時

7、子函數(shù) unsigned char i,j; for(i=40;i0;i-) for(j=248;j0;j-);void csfs(void) /超聲波發(fā)射程序/unsigned char times=0;while(TF1=0) / TF1定時器1 溢出標(biāo)志位 使用查詢法unsigned char j;for(j=12;j0;j-); /延時 FS=FS;times+; /翻轉(zhuǎn)20次，發(fā)送10個脈沖信號的超聲波/TF1=0;if(times=10)break;times=0;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;EX0=1

8、; /外部中斷0允許中斷位TR1=1; /開定時器1ET1=1; /定時器T1中斷允許位delay100us();void main(void)testok=0;TMOD=0x10; /*定時器1為工作模式1 */T2MOD=0x00; /*定時器2為工作模式) */T2CON=0x04; /*定時器2為自動重裝定時工作模式) TR2=1 */RCAP2L=(65536-4000)%256;/給定時器T2裝初值RCAP2H=(65536-4000)/256;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;IT1=1; /邊沿觸發(fā)方式E

9、X0=1;TR2=1; /打開定時器中斷1，2TR1=1;ET1=1;ET2=1;EA=1; /開總中斷while(1)if(k1=1) /開始開始測距csfs();if(testok=1) / if(1=testok)/如果1=teskoktestok=0;/tesk清0x=l;/距離if(x!=0)for(i=0;i4;i+)tempi=0; i=0;while(x/10)tempi=x%10;x=x/10;i+;tempi=x;dispbuf3=temp0;/顯示千位dispbuf2=temp1;/顯示百位dispbuf1=temp2;/顯示十位dispbuf0=temp3;/顯示個位

10、timecount=0;if(l100) /當(dāng)距離等于100cm時，蜂鳴器報(bào)警 LS=0;/蜂鳴器打開 delay100us(); LS=1;/蜂鳴器關(guān)閉 delay100us(); testok=0; if(K1=0&k1=0) /如果第一次按下開關(guān)K1，開始測距 delay100us(); /按鍵延時消抖 if(K1=0&k1=0) k1=1; /按鍵標(biāo)識位清1testok=1;while(K1=0);/等待按鍵釋放 else if(K1=0&k1=1)/如果第二次按下開關(guān)K1，停止測距k1=0;testok=0; while(K1=0); /等待按鍵釋放 void int0(void)

11、interrupt 0 using 0 /接收中斷程序/EX0=0; /關(guān)閉TR1=0;/關(guān)定時器/ET1=0;/中斷關(guān)閉time=TH1*256+TL1; /算出t的值，t的單位為us/ RCAP2Hl=time*180;/l=l/10000;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;testok=1;void int2(void) interrupt 3 using 0 /超時中斷程序/EX0=0;TR1=0;/關(guān)定時器/ET1=0;/ 中斷關(guān)閉TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;testok=2; void t1(void) interrupt 5 using 0 TF2=0;/T2定時器必須用軟件清0 timecount+; P0=dispcodedispbufdispcount; /控制數(shù)碼管 顯示 if (dispcount=0) /打開第一位數(shù)碼管的位選W0=0;W1=1;W2=1;W3=1;if(dispcount=1) /