畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)

1、 基于51單片機(jī)超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)摘要： 由于現(xiàn)代聲場(chǎng)要求，人們發(fā)現(xiàn)需要實(shí)現(xiàn)無接觸式的生產(chǎn)測(cè)距，而超聲波測(cè)距儀是一種性能良好的測(cè)距方式，主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，本文設(shè)計(jì)了一種以at89c51單片機(jī)為核心的低成本、高精度化、微型化led顯示超聲波測(cè)距儀，并使用一些常用芯片如：74ls04等。系統(tǒng)由單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路以及顯示電路構(gòu)成。由芯片at89c51控制計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的傳送時(shí)間，從而得到待測(cè)距離。本系統(tǒng)具有易檢測(cè)、軟件功能完善、工作可靠、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。 本文論述了單片機(jī)技術(shù)研制成功的超聲波測(cè)距儀的基本原理，測(cè)量計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)方案。采用軟件校正，提

2、高了測(cè)量精度和整機(jī)的可靠性。實(shí)際使用表明，極大的提高了安全性、可靠性和準(zhǔn)確度。關(guān)鍵詞：測(cè)距儀;超聲波；傳感器；單片機(jī)摘要*第一章 概述 1.1 設(shè)計(jì)的思路* 1.2 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)*第二章 超聲波的劇的原理* 2.1超聲波的介紹* 2.1.1 什么是超聲波* 2.1.2 超聲波德特性與特點(diǎn)* 2.1.3 超聲波的應(yīng)用* 2.2 超聲波測(cè)距儀的原理* 2.21超聲波發(fā)生器* 2.2.2壓電式超聲波發(fā)生器的原理* 2.2.3 超聲波測(cè)距的原理* 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)* 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)* 3.2 芯片at89c51介紹* 3.2.1 at89c51單片機(jī)的概述* 3.3 傳感器的選取* 33.1 傳

3、感器的定義與作用* 3.3.2 傳感器的特性* 3.3.3 傳感器的選用* 3.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)* 3.5 測(cè)距顯示電路設(shè)計(jì)* 3.6超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì)* 3.7 超聲波接收電路的設(shè)計(jì)* 3.8 探測(cè)電路的設(shè)計(jì)*第四章 系統(tǒng)測(cè)試* 4.1 軟硬件的調(diào)試* 4.2 儀器精度分析及如何提高超聲波測(cè)距精度*總結(jié)*參考文獻(xiàn)*附錄1 硬件電路*附錄2 程序*第一章 概述1.1 設(shè)計(jì)的思路本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是采用以at89c51單片機(jī)為核心，來設(shè)計(jì)一種低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀。超聲波測(cè)距可測(cè)出回波和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間間隔，利用s=ct/2就可以算出距離，再在led上顯示出來。當(dāng)然還可

4、以設(shè)置若干個(gè)鍵，以用來控制電路的工作狀態(tài)。限制的最大可測(cè)距離存在四個(gè)因素：超聲波的幅度，反射面得質(zhì)地，反射面和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素，采用at89c51單片機(jī)作為主控制器，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)可以用單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來完成。1.2 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測(cè)距儀，可以應(yīng)用于很多場(chǎng)合。要求測(cè)量范圍在0.1-5.0m，測(cè)量精度1cm，測(cè)量時(shí)于被測(cè)物體無直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測(cè)量結(jié)果，能夠手工設(shè)定報(bào)警量值。系統(tǒng)組成的設(shè)計(jì)：各部分硬件的選取很有

5、講究，要十分合理。設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是：1 超聲波信號(hào)的就收，發(fā)射的設(shè)計(jì)2 顯示電路的設(shè)計(jì)3 流程圖以程序的設(shè)計(jì)第二章2.1 超聲波的介紹2.1.1 什么是超聲波聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。 超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000hz以上的,其每秒的振動(dòng)次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞體質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式

6、，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在 25兆hz之間，常用為33.5兆hz（每秒振動(dòng)1次為1hz，1兆hz=106hz,即每秒振動(dòng)100萬次，可聞波的頻率在1620，000hz 之間）。超聲波是聲波大家族中的一員。超聲波是指頻率高于20khz的機(jī)械波。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種高能的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。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時(shí)候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時(shí)候，則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)

7、。2.1.2 超聲波具有如下特性： 1超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。 2超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。 3超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 4超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。 超聲波是聲波大家族中的一員。 聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。 超聲波是指振動(dòng)頻率大于20khz以上的，人在自然環(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。 超聲波的特點(diǎn) 1超聲波在傳播時(shí)，方向性強(qiáng)，能量易于集中。 2超聲波能在各種

8、不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。 3超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息。 超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介（如b超等用作診斷）；超聲波同時(shí)又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時(shí)，它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu) 。2.1.3超聲波德應(yīng)用 超聲波測(cè)距主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，例如：液位、井深、管道長度等場(chǎng)合。在機(jī)器人作為一種能代替人工作業(yè)的智能機(jī)器，有著廣泛的應(yīng)用前景的前提下，其關(guān)鍵技術(shù)取決于機(jī)器人失卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精確于否。超聲波傳感器以其價(jià)格低廉、硬件容易實(shí)現(xiàn)的

9、優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用用作測(cè)距傳感器，實(shí)現(xiàn)定位以及環(huán)境建模。超聲波測(cè)距作為輔助視覺系統(tǒng)與其它視覺系統(tǒng)（如ccd圖像傳感器）配合使用，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)視覺功能，具有自動(dòng)探測(cè)前方障礙物、自動(dòng)減速或剎車的功能，是未來高級(jí)小汽車和載重車輛必備的安全行駛輔助裝置。日本、美國和歐洲等各大汽車公司都已投入了相當(dāng)?shù)娜肆Α⑽锪﹂_發(fā)在高級(jí)汽車上使用的防撞與安全預(yù)警系統(tǒng)，包括毫米雷達(dá)、ccd攝像機(jī)、gps、和高檔微機(jī)等。2.2超聲波測(cè)距的原理2.2.1 超聲波發(fā)生器為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括

10、電壓型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等：機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。他們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同、目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。2.2.2 壓電式超聲波發(fā)生器的原理 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板，當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率是，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這時(shí)它就是超聲波接收器了。 2.2.3 超聲波測(cè)距的原理 超聲波測(cè)距的原理一般采用渡越時(shí)間法t

11、of（time of flight）。它通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所發(fā)射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差t，然后求出距離s。一般采用渡越時(shí)間法：即s=ct/2，其中s為測(cè)量點(diǎn)與被測(cè)物體之間的距離。c為聲波在介質(zhì)中的傳播速度，t為超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間間隔。 由于產(chǎn)生波也是一種聲波，其聲速c與空氣溫度有關(guān)，一般來說，溫度每升高1攝氏度，聲速增加0.6米/秒。 溫度（攝氏度） -30 -20 -10 0 10 20 30 聲速（米/秒） 313 319 325 323 338 344 349在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速c是基本不變的，計(jì)算時(shí)取c 為340m/s。如果測(cè)距精

12、度要求很高，則可通過改變硬件電路增加溫度補(bǔ)償電路的方法或者在硬件電路基本不變的情況下同過軟件改進(jìn)的算法的方法來加以校正，為了減小電路的復(fù)雜性、提高電路的穩(wěn)定性。采用編寫軟件改進(jìn)算法的方法加以校正。如果環(huán)境溫度變化顯著，則必須考慮溫度補(bǔ)償問題。空氣中聲速于溫度的關(guān)系可表示成： c=331.4+0.6t(m/s)聲速確定后，只要側(cè)得超聲波往返時(shí)間，即可求得距離。由于超聲波指向性很強(qiáng)，能量消耗的慢，在介質(zhì)中傳播距離遠(yuǎn)，因而超聲波可以用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也比較簡單，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到要求。超申博發(fā)生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方

13、式產(chǎn)生超聲波。本課題屬于近距離測(cè)量，可以采用壓電式超聲波換能器來實(shí)現(xiàn)。利用超聲波測(cè)距原理，整個(gè)系統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接收、51單片機(jī)系統(tǒng)和距離顯示等設(shè)備組成。如圖所示2-1高頻振蕩單脈沖發(fā)生器器編碼調(diào)制功率放大器收發(fā)轉(zhuǎn)換51單片機(jī)系統(tǒng)距離顯示超聲波換能器接收放大編碼解調(diào)超聲波換能器發(fā)射部分由高頻振蕩器、單脈沖發(fā)生器、編碼調(diào)制器、功率放大器及超聲波換能器組成。單脈沖發(fā)生器在振蕩器的每個(gè)周期內(nèi)都被觸發(fā)，產(chǎn)生固定脈寬的脈沖序列，來自單片機(jī)的白你媽信號(hào)對(duì)脈沖序列進(jìn)行編碼調(diào)制，經(jīng)功率放大后，通過超聲波換能器發(fā)射超聲波。接收部分由超聲波換能器，就收放大器和編碼解調(diào)器組成。接收到的超聲波反射信號(hào)經(jīng)超聲波換

14、能器轉(zhuǎn)換、放大、解調(diào)后，送到單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，并通過距離顯示器顯示測(cè)得的距離。系統(tǒng)中的發(fā)射和接收部分由單片機(jī)控制輪流工作。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)射部分的單脈沖發(fā)生器；當(dāng)接收一定時(shí)間后在轉(zhuǎn)如發(fā)射狀態(tài)重發(fā)編碼事，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)間必須根據(jù)實(shí)際量程來限制時(shí)間。總所周知，聲波傳播的距離s、速度c及傳播時(shí)間t之間的關(guān)系為：s=c*t。若系統(tǒng)量程為5米，在接受時(shí)間t應(yīng)滿足： t=2*5/340=29.4ms第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 采用at89c51單片機(jī)作為主控制器，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)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)

15、器來完成，超聲波測(cè)距儀的系統(tǒng)框圖如圖3-1所示；定時(shí)器控制顯示器聲電換能接收檢測(cè)計(jì)時(shí)器電聲換能振蕩器調(diào)制器障礙物 系統(tǒng)那個(gè)框圖中的單片機(jī)at89c51用來協(xié)調(diào)各個(gè)單元，超聲波接收電路用來收集接收的信號(hào)，超申博發(fā)射電路用來發(fā)射需要發(fā)射的信號(hào)，存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)接收的信號(hào)，用數(shù)碼管led顯示距離。3.2 芯片at89c51介紹at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的

16、單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖所示主要特性： 與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0hz-24mhz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個(gè)16位定時(shí)器/

17、計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說明： vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流

18、，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶

19、內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一

20、些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 /ps

21、en：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性: xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放

22、大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 3.3 傳感器的選取3.3.1傳感器的定義與作用 1 廣義地來說，傳感器是一種吧物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國際電工委員會(huì)（iec:international electrotechnical committee）定義為：”傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)“。按照gopel等說法是：傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件。而”傳感

23、器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬和數(shù)字）能力的傳感器“。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。 2傳感器的作用 a 信息的收集； b信息數(shù)據(jù)的交換； c 控制信息的采集；3.3.2 傳感器的特性 a靈敏度高、可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性好： b防塵耐蝕，耐高低溫、耐沖擊、耐振動(dòng)等嚴(yán)酷環(huán)境條件； c收發(fā)兼用、使用方便；3.3.3 傳感器的選用 超聲波傳感器千差萬別，即使對(duì)于相同種類的測(cè)定量也可采用不同工作原理的傳感器，因此，要柑橘需要選用最適宜的傳感器。 本設(shè)計(jì)綜合考慮了測(cè)量條件、傳感器的性能和傳感器的使用條件三個(gè)方面，選用了ma40s2r 接收器和 ma40s2s 發(fā)送器。傳感

24、器的標(biāo)稱頻率為40khz，這是壓電元件的中心頻率，實(shí)際上發(fā)送超聲波時(shí)串聯(lián)諧振于并聯(lián)諧振的中心頻率，而接收時(shí)各自使用并聯(lián)諧振頻率。超聲波傳感器的符號(hào)(1)及等效電路(2)如圖所示3-3 (1) (2) 超聲波傳感器的帶寬較窄，大部分在標(biāo)稱頻率附近使用，為此，要采用措施擴(kuò)展頻帶，比如，接入電感等。另外，發(fā)送超聲波是輸入功率要大，溫度變化時(shí)諧振頻率偏移是不可避免的，為此，對(duì)于壓電陶瓷元件非常重要的是要進(jìn)行頻率調(diào)整與阻抗匹配。3.4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用at89c51單片機(jī)作為主控制器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)les數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)用單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來完成，超聲波測(cè)距儀的系統(tǒng)原理圖如圖所示。

25、超 發(fā)射波 障 聲 礙波 物 探 反射波頭at89c51通過外部引腳輸出一個(gè)脈沖群，以推挽形式加到變壓器的初級(jí)，經(jīng)升壓變換推動(dòng)超聲波換能器發(fā)射出去。在發(fā)射的同時(shí)，輸出一個(gè)高電平啟動(dòng)，進(jìn)行充電。發(fā)射結(jié)束時(shí)高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，并開始對(duì)分壓器放電并輸出到比較器的負(fù)端。超聲波接收換能器將接收到的障礙物反射的超聲波送到放大器進(jìn)行放大，這是一個(gè)高增益、低噪聲放大器，在對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行檢波后將檢測(cè)回波送到比較器的正輸入端。發(fā)射時(shí)輸出的高電平可以一直比較器的翻轉(zhuǎn)，這樣就可以抑制發(fā)射器發(fā)射的超聲波直接輻射到接收端而導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)。超聲波測(cè)距離可測(cè)出回波和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間間隔，利用s=ct/2就可以算出距離，在

26、從led上顯示。我們還可以設(shè)置若干個(gè)鍵，用來控制電路的工作轉(zhuǎn)臺(tái)。限制的最大可測(cè)距離存在四個(gè)因素：超聲波的幅度，反射面得質(zhì)地，反射面和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。3.5 測(cè)距顯示電路的設(shè)計(jì) led數(shù)碼顯示管有兩種，一種是共陽極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由8個(gè)陽極相連接的發(fā)光二極管組成：另一種是共陰極數(shù)碼管，其內(nèi)部是由8個(gè)陰極相連接的發(fā)光二極管組成。二者原理不同但功能相同。 共陰極led數(shù)碼管顯示塊的發(fā)光二極管陰極連接在一起，形成該模塊的公共端（通常稱為位選段），因此稱為供陰極led數(shù)碼顯示器，8個(gè)數(shù)碼管的另一端通常稱為段選段，當(dāng)顯示器的

27、公共端接低電平，某個(gè)發(fā)光二極管的陽極接高電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；而共陽極led數(shù)碼顯示管事將二極管的陽極連接在一起，形成共陽極led數(shù)碼顯示塊的公共端，愛公共端必須接高電平，同理在共陽極led數(shù)碼顯示塊中如某個(gè)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)led數(shù)碼顯示分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。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)將要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制led,直到下次顯示是再傳送一次新的數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用的cpu時(shí)間少。靜態(tài)顯示中，每一個(gè)顯示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的i/o接口，該接口用于筆劃段字型代碼。這樣單片機(jī)只要把顯示的字形代碼發(fā)送的接口

28、電路，該字段就可以顯示發(fā)送的字形。要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)在發(fā)送新的數(shù)據(jù)。另一種方法就是動(dòng)態(tài)掃描顯示。由于單片機(jī)本身具有較強(qiáng)的邏輯控制能力，所以采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼并不復(fù)雜。而且軟件譯碼其譯碼邏輯課隨意編程設(shè)定，不受硬件譯碼邏輯的限制。采用動(dòng)態(tài)掃描軟件譯碼的方式大大簡化了硬件電路就夠，降低系統(tǒng)成本。它用分時(shí)的方法輪流控制各個(gè)顯示器的com端，使各個(gè)顯示器輪流的點(diǎn)亮。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的cpu時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用電路硬件較多：動(dòng)

29、態(tài)顯示需要cpu時(shí)刻對(duì)顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用cpu時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。本設(shè)計(jì)的顯示電路采用8個(gè)共陽極led四位數(shù)碼管，位碼用pnp三極管驅(qū)動(dòng)。如圖所示：3.6 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 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)方向器送到超聲波換能的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩極反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端可以提高發(fā)射強(qiáng)度。如圖所示： 3.7 超聲波接收電路的設(shè)計(jì) 超聲波接收電路主要由cx20106a和超聲波換能器構(gòu)成，cx20106a是一款紅外的專用芯片，

30、考慮到紅外遙控常用的載波頻率為38khz與測(cè)距的超聲波頻率40khz較為接近，故利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路，如圖所示3.8 探測(cè)電路的設(shè)計(jì) 物體探測(cè)電路可以用光電傳感器來制作。但光電傳感器不能探測(cè)透明的物體。紅外線傳感器在探測(cè)物體時(shí)需要有像人和動(dòng)物那樣與周圍有一定的溫度差這個(gè)條件。超聲波傳感器則不受這些條件的限制。對(duì)于透明的或其它物體都可以探測(cè)。超聲波傳感器探測(cè)物體有直接探測(cè)方式與放射探測(cè)方式。 直接探測(cè)方式的接收/發(fā)射器要相互配置。如果接收到超聲波（有信號(hào)電壓）時(shí)，說明接收/發(fā)射器中間沒有被測(cè)物體。反之，接收不到超聲波（無電壓信號(hào)）時(shí)，則中間有被測(cè)物體。發(fā)射探測(cè)方式的接收/發(fā)射器可以較為配

31、置，有反射波時(shí)，說明存在被測(cè)物體。發(fā)射探測(cè)方式的接收/發(fā)射器有單獨(dú)使用與共用兩種方式。公用方式就是一個(gè)超聲波傳感器用作接收器，也用作發(fā)送器，但需要收發(fā)切換電路。3.9 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)就是以at89c51單片機(jī)為核心。它采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序，發(fā)射子程序、接收子程序、定時(shí)程序、顯示子程序等模塊組成。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當(dāng)按下測(cè)量建時(shí)，主程序開始調(diào)用發(fā)射子程序、插敘接收子程序、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。雖然用一個(gè)單獨(dú)計(jì)時(shí)器電路也可以測(cè)量超聲波的傳輸時(shí)間，但利用at89c51單片機(jī)可以簡化設(shè)計(jì)，便于操作和直觀讀數(shù)。 為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在軟硬

32、件上采用一些特殊措施。主程序框圖如下圖所示 開始單片機(jī)初始化 定時(shí)中斷子程序 有回波么？ n y 外部中斷子程序 結(jié)束超聲波發(fā)射子程序的作用是通過p1.0端口發(fā)送2個(gè)左右的超聲波信號(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打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距儀主程序利用外部中斷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引腳出現(xiàn)低電平),立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入該中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器t0停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值1.如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)的到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器t0溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測(cè)距不成功。 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完

33、成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。如圖所示：外部中斷入口定時(shí)中斷入口 關(guān)外部中斷讀取時(shí)間值定時(shí)器初始化 計(jì)算距離發(fā)射超聲波 結(jié)果輸出 單方向發(fā)射完否？ n 開外部中斷 y停止發(fā)射 返回 返回 定時(shí)中斷服務(wù)子程序 外部中斷服務(wù)子程序第四章 系統(tǒng)調(diào)試 4.1軟硬件的調(diào)試 超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試，其中超聲波發(fā)射和接收采用的超聲波換能器tct40-10f1(t發(fā)射)和tct40-10s1(r接收)，中心頻率為40khz，安裝時(shí)英保持兩換能器中心軸線平行并相距4-8cm，其余元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬屏蔽起來，則可提高抗干擾能力

34、。根據(jù)測(cè)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c4的大小，以或得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。4.2儀器精度分析及如何提高超聲波測(cè)距精度 本章將要分析溫度對(duì)超聲波聲速的影響，超聲波回?fù)軝z測(cè)對(duì)超聲波傳播時(shí)間的影響，超聲波傳感器所加脈沖電壓對(duì)測(cè)試精度的影響。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了超聲波數(shù)字測(cè)距儀。實(shí)驗(yàn)表明，注意以上三方面的因素能夠提高超聲波測(cè)距的精度。 超聲波測(cè)距由于其在使用中不受光照度、電磁場(chǎng)、色彩等因素的影響，加之結(jié)構(gòu)簡單成本低、在機(jī)器人避障礙和和定位、汽車倒車、水庫液位測(cè)量等方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。從原理上講，超聲波測(cè)距有脈沖回波法、共振法和頻差法。其中脈沖回波法測(cè)距常用，器原理是

35、超聲波傳感器發(fā)射超聲波，在空氣中傳播至被測(cè)物后，經(jīng)反射有超聲波傳感器接收反射脈沖，測(cè)量出超聲脈沖從發(fā)射到接受的時(shí)間ts，在已知超聲波聲速cs的前提下，可計(jì)算被測(cè)物的距離s，即:s=ct/2 由于溫度影響超聲波在空氣中的傳播速度：超聲波反射回波很難精確捕捉，致使超聲波在空氣中傳播的時(shí)間很難精確測(cè)量。這些因素使超聲波測(cè)距的精度和范圍受到影響。本章從引起超聲測(cè)距誤差的原因入手，分析了溫度對(duì)超聲波聲速的影響：回波檢測(cè)對(duì)時(shí)間測(cè)量的影響和超聲波傳感器所加電壓對(duì)測(cè)量精度和范圍的影響。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了以at89c51單片機(jī)為核心，采用40khz壓電超聲波傳感器，應(yīng)用廣泛的超聲測(cè)距儀?？諝庵械膫鞑サ某暡ㄊ怯?/p>

36、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的縱波，由于氣體具有反抗壓縮和擴(kuò)張的彈性模量，氣體反抗壓縮變化里的作用，實(shí)現(xiàn)超聲波在空氣中傳播。因此，超聲波的傳播速度收氣體的密度、溫度計(jì)氣體分子成分的影響。例如：20度時(shí)，t=293.15,cs=344.2m/s；40度時(shí)，t=313.15,cs=355.8m/s；-20度時(shí)，t=253.15,cs=319.9m/s；從上面的計(jì)算可以看出，溫度對(duì)超聲波在空氣中的傳播速度有明顯的影響。當(dāng)需要精確確定超聲波傳播速度是，必須考慮溫度的影響。超聲波從超聲波傳感器發(fā)出，在空氣中傳播，遇到障礙物反射后，在傳回超聲波傳感器。整個(gè)過程，超聲波會(huì)有很大的衰減。器衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 設(shè)在距離超聲接收

37、器x處有被測(cè)物，超聲波皮率越高，器衰減越快。同時(shí)超聲波頻率的過高會(huì)產(chǎn)生較多的副瓣，引起近場(chǎng)區(qū)的干渋。但是。超聲波頻率越高，指向性越強(qiáng)，這一點(diǎn)有利于距離測(cè)量。由于超聲回波隨距離的增加而變得十分微弱，所以在設(shè)計(jì)超聲接收電路時(shí)，要設(shè)計(jì)較大倍數(shù)和較好濾波特性的放大電路，使回波易于檢測(cè)。 制作超聲傳感器的材料分為磁致伸縮材料和壓電材料兩種。超聲波測(cè)距徜徉壓電材料傳感器，例如tr40壓電超聲傳感器。超聲波傳感器外加脈沖電壓的幅值會(huì)影響壓電轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)壓電材料不受外力時(shí)，其應(yīng)變s與外加電場(chǎng)強(qiáng)度e的關(guān)系為:s=de,其中d為應(yīng)變電場(chǎng)常數(shù)。超聲波傳感器外加的脈沖電壓影響壓電材料的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而影響其應(yīng)變量和超聲

38、波轉(zhuǎn)換的效率，提高超聲波測(cè)距精度和范圍，英盡量提高超聲波的回波幅值。所以，為提高壓電轉(zhuǎn)換效率，提高超聲測(cè)距精度和范圍，應(yīng)盡量提高超聲波傳感器外加脈沖電壓的幅值。系統(tǒng)設(shè)計(jì)，針對(duì)溫度、回波和所加脈沖電壓對(duì)超聲測(cè)距精度的影響，在設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀的時(shí)，從硬件和軟件兩方面綜合考慮，設(shè)置了發(fā)射、接收和顯示幾部分構(gòu)成了超超聲測(cè)距儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個(gè)裝置的中心控制和信號(hào)處理單元為單片機(jī)at89c51，超聲波傳感器采用tr40(40khz)收發(fā)超聲傳感器。 發(fā)射電路由脈沖產(chǎn)生電路和發(fā)射電路組成。脈沖產(chǎn)生電路的主要任務(wù)是產(chǎn)生40khz脈沖電壓。它有非門和電阻電容構(gòu)成振蕩電路，有單片機(jī)p1.1口控制其是否工作。發(fā)射電

39、路主要任務(wù)是提高脈沖電壓的幅值，它主要由脈沖變壓器和開關(guān)管構(gòu)成。脈沖產(chǎn)生電路的輸出電壓經(jīng)脈沖變壓器升壓后輸出到超聲波傳感器。其中，脈沖變壓器對(duì)脈沖電壓變換值的大小直接影響測(cè)距范圍，應(yīng)盡量提供脈沖變壓器副邊電壓幅值。 接收電路的主要任務(wù)是檢測(cè)回波，并向單片機(jī)發(fā)出中斷以停止計(jì)時(shí)。接收電路設(shè)計(jì)的好壞直接影響超聲波在空氣中傳播時(shí)間的測(cè)量。接收部分電路有檢波電路、濾波放大電路這整形電路組成。檢波電路拾取回波中的正半波，以便后級(jí)電路放大，整形電路把回波信號(hào)整理為單片機(jī)系統(tǒng)能夠接收的信號(hào)并向單片機(jī)申請(qǐng)中斷以停止計(jì)時(shí)。接收電路的主體是濾波放大電路。 由于超聲回波信號(hào)十分微弱并含有噪聲，s/n較小，所以接收電路

40、設(shè)置了兩級(jí)高q值的濾波放大電驢。濾波放大電路才用兒介帶通濾波放大器，一級(jí)和二級(jí)濾波放大電路采用相同的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。軟件設(shè)計(jì)：超聲波測(cè)距儀軟件控制著系統(tǒng)的工作。軟件修正以用下面的公式：s=ct/2 附錄1 總結(jié)超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計(jì)；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分。單片機(jī)采用at89c51或其兼容系列。

41、采用12mhz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用p1.0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0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。顯示電路采用簡單實(shí)用的4位共陽led數(shù)碼管，段碼用74ls244驅(qū)動(dòng)，位碼用pnp三極管8550驅(qū)動(dòng)。超聲波發(fā)射電路主要由反相器74ls04和超聲波發(fā)射換能器t構(gòu)成，單片機(jī)p1.0端口輸出的40khz的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。上

42、位電阻r1o、r11一方面可以提高反向器74ls04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。超聲波檢測(cè)接收電路主要是由集成電路cx

43、20106a組成，它是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38 khz與測(cè)距的超聲波頻率40 khz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。實(shí)驗(yàn)證明用cx20106a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)的抗干擾能力。適當(dāng)更改電容c4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。我們知道c語言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求

44、精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用c語言和匯編語言混合編程。主超聲波測(cè)距儀主程序利用外中斷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)（即int0引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器t0停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器t0溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測(cè)距不成功。前方測(cè)距電路的輸出端接單片機(jī)int0端口，中斷優(yōu)先級(jí)最高，左、右測(cè)距電路的輸出通過與門ic3a的輸出接單片機(jī)int1端口，同時(shí)單片機(jī)p1.3和p1.4接到ic3a的輸入端，中斷源的識(shí)別由程序查詢來處理，中斷優(yōu)先級(jí)為先右后左。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器t在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來，就被超聲波接收器r所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟