超聲波測(cè)距00

1、指導(dǎo)老師：石堅(jiān)指導(dǎo)老師：石堅(jiān)報(bào)告人：夏遠(yuǎn)東報(bào)告人：夏遠(yuǎn)東專業(yè)：專業(yè)：1313電子信息工程電子信息工程 隨著社會(huì)的發(fā)展， 傳統(tǒng)的測(cè)距方法在很多場(chǎng)合已無(wú)法滿足人們的需求， 而超聲測(cè)距是一種非接觸式非接觸式的檢測(cè)方式，與其他方法相比，它不受光線、被測(cè)對(duì)象顏色等影響。對(duì)于處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下被測(cè)物的測(cè)試有較強(qiáng)的適應(yīng)能力較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在液位測(cè)量、機(jī)械手控制、車(chē)輛自動(dòng)導(dǎo)航、物體識(shí)別、倒車(chē)?yán)走_(dá)、建筑工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等方面有廣泛的應(yīng)用，特別是在空氣測(cè)距方面的應(yīng)用。 因空氣中波速較慢， 其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測(cè)出來(lái)， 具有很高的分辨力很高的分辨力，

2、因而其準(zhǔn)確度也比其他方法更高，而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、信號(hào)處理可靠等特點(diǎn)。利用超聲波檢測(cè)迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制，在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)IAP15L2K61S2介紹了一種有實(shí)用價(jià)值的高精度測(cè)距方法。IAP15L2K61S2控制器HC-SR04超聲波測(cè)距模塊液晶顯示圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖電源模塊+3.3V+3.3V+5V其他其他蜂鳴器報(bào)警按鍵+5V系統(tǒng)重要芯片/模塊簡(jiǎn)介單片機(jī)（IAP15L2K61S2）重要參數(shù)工作電壓：2.4V 3.6V （3.3V）內(nèi)核：速度比普通8051快8-12倍工作頻率：5MHz35MHz可選(內(nèi)部

3、集成)儲(chǔ)存資源：大容量片內(nèi)EEPROM/SRAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：6個(gè)調(diào)試下載：ISP/IAP冷啟動(dòng)下載，自帶仿真功能圖2 控制芯片實(shí)物圖系統(tǒng)重要芯片/模塊簡(jiǎn)介超聲波測(cè)距模塊（HC-SR04）重要參數(shù)工作電壓：+5V工作頻率：40KHZ探測(cè)距離：2cm450cm 測(cè)量角度：15度輸入觸發(fā)信號(hào)：10uS的TTL脈沖輸出回響信號(hào)：輸出TTL電平信號(hào)，與射程成比例+5V觸發(fā)信號(hào)輸入回響信號(hào)輸出GND圖3 超聲波測(cè)距模塊實(shí)物圖系統(tǒng)重要芯片/液晶顯示屏簡(jiǎn)介液晶顯示屏（YJD12864）重要參數(shù)工作電壓：+3.3V or +5V工作電流：8mA時(shí)鐘頻率：30MHZ自帶漢字庫(kù)，ASCII字符圖4 超聲波測(cè)距模

4、塊實(shí)物圖圖5 超聲波發(fā)射接收原理圖圖6 超聲波測(cè)距模塊原理圖圖7 超聲波測(cè)距模塊時(shí)序圖 (1)采用IO口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào); (2)模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回； (3)有信號(hào)返回，通過(guò)IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。距離計(jì)算距離計(jì)算 距離計(jì)算公式： D=S/2=(Vt)/2=(高電平時(shí)間*聲速(344M/S)/2 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距模塊接口電路設(shè)計(jì)蜂鳴器電路設(shè)計(jì)矩陣鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)電源及USB轉(zhuǎn)串口電路設(shè)計(jì)主程序框圖發(fā)射子程序接收中斷程序圖8 控制芯片電路系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的

5、硬件設(shè)計(jì)圖9 電源及USB轉(zhuǎn)串口電路圖圖10 矩陣鍵盤(pán)電路圖圖11 蜂鳴器電路圖圖12 超聲波測(cè)距模塊接口電路圖圖13 超聲波測(cè)距實(shí)物圖 圖14 超聲波測(cè)距驗(yàn)證尺度表 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)以本設(shè)計(jì)以STC12C5A60AD單片機(jī)為核心，由主程序、單片機(jī)為核心，由主程序、發(fā)射子程序、接收子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、定時(shí)子程序、顯示子程序等定時(shí)子程序、顯示子程序等模塊組成。主程序采用模塊組成。主程序采用c語(yǔ)語(yǔ)言與匯編編寫(xiě)。主程序框圖言與匯編編寫(xiě)。主程序框圖如圖所示：如圖所示：開(kāi)始單片機(jī)初始化定時(shí)中斷子程序啟動(dòng)超聲波測(cè)距是否有回波?定時(shí)中斷子程序Y YN N顯示測(cè)量結(jié)果結(jié)束 超聲

6、波發(fā)射子程序和接收中斷程序超聲波發(fā)射子程序和接收中斷程序 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射定時(shí)中斷服務(wù)子程序完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)間值的讀取、距離計(jì)外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。算、結(jié)果的輸出等工作。關(guān)外部中斷計(jì)算距離讀取時(shí)間值結(jié)果輸出開(kāi)外部中斷外部中斷入口發(fā)射完否?停止發(fā)射Y YN N返回定時(shí)器初始化定時(shí)器中斷入口發(fā)射超聲波返回關(guān)外部中斷讀取時(shí)間值開(kāi)外部中斷外部中斷入口發(fā)射完否?停止發(fā)射Y YN N返回定時(shí)器初始化定時(shí)器中斷入口發(fā)射超聲波總總 結(jié)結(jié) 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：該系統(tǒng)可以初步實(shí)現(xiàn)倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：該系統(tǒng)

7、可以初步實(shí)現(xiàn)倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)的基本探測(cè)功能，當(dāng)與障礙物的距離小于的基本探測(cè)功能，當(dāng)與障礙物的距離小于1m時(shí)發(fā)出報(bào)時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。警，提醒駕駛員，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)硬件硬件軟件軟件探頭發(fā)出超聲波探頭發(fā)出超聲波單片機(jī)計(jì)算距離單片機(jī)計(jì)算距離匯編語(yǔ)言編程匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)測(cè)距算法實(shí)現(xiàn)測(cè)距算法中斷、計(jì)時(shí)中斷、計(jì)時(shí)單片機(jī)的串口通信單片機(jī)的串口通信距離的測(cè)量，數(shù)據(jù)的顯示距離的測(cè)量，數(shù)據(jù)的顯示超聲波測(cè)距演示感謝感謝 D=（t*344）/2 D=t/(2/344)=t/0.0058 t=DistanceData*(12/33.1776) D=DistanceData*(12/33.1776)/0.