超聲波測(cè)距系統(tǒng)論文

1、學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：XXX 學(xué) 號(hào)：XXXX指導(dǎo)教師：XXX所在學(xué)院：XXX專 業(yè)：xx中國(guó)大慶2014 年 5 月黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名XXX所在班級(jí)XXXX導(dǎo)師姓名XXX導(dǎo)師職稱講師 論文題目超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目分類1應(yīng)用與非應(yīng)用類：工程 科研 教學(xué)建設(shè) 理論分析模擬2軟件與軟硬結(jié)合類：軟件硬件軟硬結(jié)合非軟硬件（1、2類中必須各選一項(xiàng)適合自己題目的類型在內(nèi)打）主要研究?jī)?nèi)容及指標(biāo)： （1）研究超聲波測(cè)距原理。（2）準(zhǔn)確選擇單片機(jī)、超聲波測(cè)距模塊等元件。（3）制作超聲波測(cè)距儀。（4）測(cè)距距離達(dá)到1.5m，精確度在0-1cm范圍

2、內(nèi)。主要參考文獻(xiàn)：1 田華等.可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B2的原理與應(yīng)用.電子質(zhì) 量，2004.72 楊姣秀.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì).20083 深圳市捷深科技有限公司.HC-SR04超聲波測(cè)距模塊說(shuō)明書(shū)4 Tom R.Watt .Cooling our tomorrows economically ，ASHRAE Journal.5 Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with 階段規(guī)劃：2014年 02月 17 日2014年02月28日 審題，查閱相關(guān)資料完成開(kāi)題報(bào)告2014年 03月 01 日201

3、4年03月15日 依據(jù)相關(guān)的資料進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì) 2014年 03月 16 日2014年03月31日 寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 2014年 04月 01 日2014年04月23日 論文格式審查 2014年 04月 23 日2014年05月17日 準(zhǔn)備答辯開(kāi)題時(shí)間2月17日完成論文時(shí)間5月17日專家審定意見(jiàn)：系主任簽字：年 月 日注：1任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)后交給學(xué)生，要求學(xué)生妥善保存。2此任務(wù)書(shū)夾于論文扉頁(yè)與論文一并裝訂，作為論文評(píng)分依據(jù)之。摘要摘要本設(shè)計(jì)采用以AT89C51單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、復(fù)位子程序、發(fā)射子程

4、序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。各探頭的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性良好，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)，可以有效地解決汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控。關(guān)鍵詞：AT89C51 超聲波 測(cè)距ABSTRACTABSTRACTAt the core of the design using AT89C51 low-cost, high accuracy, Micro figures show that t

5、he ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder

6、function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful and the real-time capability is satisfactory and by extension

7、and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision.Keywords：AT89C51 Ultrasonic wave Measure DistanceII目錄目錄摘要IABSTRACTII前言V1 緒論11.1課題設(shè)計(jì)目的及意義11.2超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)思路21.3課題設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要問(wèn)題22主要元件介紹42.1單片機(jī)42.2

8、 HC-SR04超聲波測(cè)距模塊92.3 J12864點(diǎn)陣型液晶顯示屏133課程的方案論證與設(shè)計(jì)173.1系統(tǒng)整體方案的論證173.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)183.3系統(tǒng)的主程序194電子元件焊接（做實(shí)物）214.1焊接工具214.2焊前處理與焊接技術(shù)21結(jié)論23參考文獻(xiàn)24致謝26附錄27前言前言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，超聲波測(cè)距系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以利用的測(cè)距技術(shù)還十分的有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展的而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距系統(tǒng)作為一種新型的非常有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益迅

9、速發(fā)展的社會(huì)需求。超聲測(cè)距指的是利用超聲波的反射特性進(jìn)行距離測(cè)量，在車輛自動(dòng)導(dǎo)航、機(jī)器入的定位和對(duì)象識(shí)別、海洋水聲以及工業(yè)距離的測(cè)量方面具有重要意義。常見(jiàn)的測(cè)距原理和方法主要有脈沖回波法和相位差法兩種。相位差法與脈沖回波法的不同體現(xiàn)在對(duì)回波的處理方式上，由超聲波換能器接收端獲得調(diào)制聲波的回波，經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換后，得到與放大的相位完全相同的電信號(hào)，此電信號(hào)放大后與光源的驅(qū)動(dòng)電壓相比較，測(cè)得兩個(gè)正弦電壓的相位差，根據(jù)所測(cè)相位差就可算得所測(cè)距離。由于采用的是相位比較，使得測(cè)距精確度大大提高，但這種方法本身存在明顯的缺陷。由于相位測(cè)量存在以2n為周期的多值解，從而容易造成解的不確定性。為了消除多解，常常

10、需要引入包絡(luò)檢測(cè)和采用發(fā)射多種不同頻率波的方式減小不確定度，這就使得該方法的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化。III黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論超聲測(cè)距指的是利用超聲波的反射特性進(jìn)行距離測(cè)量，在車輛自動(dòng)導(dǎo)航、機(jī)器入的定位和對(duì)象識(shí)別、海洋水聲以及工業(yè)距離的測(cè)量方面具有重要意義。常見(jiàn)的測(cè)距原理和方法主要有脈沖回波法和相位差法兩種。1.1課題設(shè)計(jì)目的及意義超聲波測(cè)距系統(tǒng)在人們生活中有很多應(yīng)用。本課題設(shè)計(jì)目的是開(kāi)發(fā)出一種精度高測(cè)距效果實(shí)用，成本低廉的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。1.1.1設(shè)計(jì)的實(shí)用價(jià)值隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，超聲波測(cè)距系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以利用的測(cè)距技術(shù)還十分的有限，因

11、此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展的而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距系統(tǒng)作為一種新型的非常有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益迅速發(fā)展的社會(huì)需求，例如聲納的發(fā)展趨勢(shì)基本為：研制具有更高定位更高精度的被動(dòng)測(cè)距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測(cè)的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測(cè)和識(shí)別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題；大大降低潛艇自噪聲，改善潛艇的聲納工作環(huán)境。無(wú)庸置疑，未來(lái)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)將會(huì)逐漸與自動(dòng)化智能化接軌，與其他的測(cè)距儀集成和融合，形成多功能測(cè)距儀。隨著測(cè)距

12、儀的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距儀將從具有單純測(cè)距功能發(fā)展到具有自主學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有強(qiáng)大的創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)里，面貌一新的測(cè)距儀將在生活中發(fā)揮更大的作用。1.1.2設(shè)計(jì)的理論意義隨著科技的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，城市發(fā)展建設(shè)加快，城市的排水系統(tǒng)也有較大的發(fā)展，其排水狀況不斷得到改善。但是，由于歷史原因和許多不可預(yù)見(jiàn)的因素，有一些城市的排水系統(tǒng)，特別是排水系統(tǒng)落后于其他方面建設(shè)的城市，經(jīng)常出現(xiàn)挖開(kāi)已經(jīng)建設(shè)好的建筑設(shè)施來(lái)改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象。城市污水給人們帶來(lái)了困擾，因此，城市的箱涵排污疏通對(duì)大城市的排水系統(tǒng)污水處理，人們生活舒適顯得非常重要。而設(shè)計(jì)研制箱涵排水疏通移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)控制系統(tǒng)，保證機(jī)器

13、人在箱涵中能自由排污疏通，是箱涵排污疏通機(jī)器人設(shè)計(jì)研制的核心部分?？刂凭嚯x系統(tǒng)核心部分就是超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研制。因此，能把超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)好就顯得非常重要了。這就是設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距系統(tǒng)的意義。30黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.2超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)思路在設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距系統(tǒng)之前，應(yīng)該先知道什么是超聲波？超聲波的原理是什么？1.2.1超聲波簡(jiǎn)介眾所周知，當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音。科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是Hz。人類耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為2020000Hz。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率大于20000Hz或小于20Hz時(shí)，人類便聽(tīng)不見(jiàn)了。因此，通常把頻率高于20000Hz的聲波稱為“

14、超聲波”。用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為15MHz。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)?？捎糜跍y(cè)距，測(cè)速，清洗，焊接，碎石等。在醫(yī)學(xué)，軍事，工業(yè)，農(nóng)業(yè)上有明顯的作用。理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大。在我國(guó)北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣濕度。這就是超聲波加濕器的原理。對(duì)于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥品很難血流到打患病的部位。利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠療效

15、。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動(dòng)而破碎。1.2.2超聲波測(cè)距原理發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度在空氣中傳播，在到達(dá)被測(cè)物體時(shí)被反射返回，由接收器接收，其往返時(shí)間為t，由即可算出被測(cè)物體的距離。由于超聲波也是一種聲波，其聲速v 與溫度有關(guān)，表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ１? 超聲波傳播速度與溫度關(guān)系表項(xiàng)目數(shù)值溫度-30-20-100102030405060100聲速/( ms)3133193253323383443503563613673881.3課題設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和

16、主要問(wèn)題設(shè)計(jì)超聲波的基本內(nèi)容是：首先要查找超聲波相關(guān)文獻(xiàn)，搜集篩選制作超聲波測(cè)距儀的材料。然后使用Protel DXP設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路圖，這樣能夠有一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路。左后根據(jù)電路圖和實(shí)際情況制作出超聲波測(cè)距儀的實(shí)物。在制作超聲波測(cè)距儀時(shí)，遇到了很多問(wèn)題。在元器件的選擇上哪些元器件能夠做到即實(shí)用又能降低成本是一個(gè)很重要的問(wèn)題。例如：選擇什么樣的超聲波測(cè)距模塊？什么樣的單片機(jī)比較實(shí)用，能夠在快速計(jì)算的情況下保證運(yùn)算的準(zhǔn)確性？選擇顯示器時(shí)哪一中能更加直觀而且美觀？還有就是DXP的使用問(wèn)題，在使用DXP時(shí)遇到了很多不能解決的問(wèn)題，我在老師和同學(xué)的幫助下，把問(wèn)題很好的解決了。最后就是在焊

17、接元器件的時(shí)候各種焊接工具的使用問(wèn)題，例如要在不影響元器件功能的情況下把元器件焊的盡量美觀；要注意焊接工具的安全使用，不用時(shí)及時(shí)把電源關(guān)掉，避免發(fā)生火災(zāi)。2主要元件介紹 這章主要介紹制作超聲波測(cè)距系統(tǒng)的主要元器件。2.1單片機(jī)單片機(jī)作為超聲波測(cè)距系統(tǒng)的核心運(yùn)算模塊在選擇上是非常重要的，要考慮它的各種功能和價(jià)格，以下介紹單片機(jī)的選擇和單片機(jī)的功能及原理。2.1.1 單片機(jī)的選擇一般在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，能否完成設(shè)計(jì)任務(wù)最重要的就在于系統(tǒng)的核心器件是否選擇合適，而單片機(jī)更是是系統(tǒng)控制的核心，所以對(duì)單片機(jī)的選擇更是異常重要。如果選擇了一個(gè)合適的單片機(jī)不僅可以最大地簡(jiǎn)化系統(tǒng)的操作，而且其功能可能是最好的，

18、可靠性也比較高，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更方便。目前，市面上的單片機(jī)的種類繁多，并且他們?cè)诠δ芊矫嬉彩歉髯杂懈髯缘奶攸c(diǎn)。在一般的情況下來(lái)講，在選擇單片機(jī)時(shí)要需要考慮的幾個(gè)方面有：（1）單片機(jī)最基本性能參數(shù)指標(biāo)。例如：執(zhí)行一條指令的速度、程序存儲(chǔ)器的容量，I/O口的引腳數(shù)量等。（2）單片機(jī)的某些增強(qiáng)的功能。（3）單片機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)。例如：對(duì)于程序存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，最好選用的是Flash的存儲(chǔ)器。（4）單片機(jī)的封裝形式。封裝的形式多種多樣，例如：雙列直插封裝、PLCC封裝及表面貼附等。（5）單片機(jī)對(duì)工作的溫度范圍的要求。例如：在進(jìn)行設(shè)計(jì)戶外的產(chǎn)品時(shí)，就必須要選用工業(yè)級(jí)的芯片，以達(dá)到溫度范圍的要求。（6）單片機(jī)的功耗

19、。（7）單片機(jī)在市面上的銷售渠道是否暢通、其價(jià)格是否便宜。（8）單片機(jī)技術(shù)的支持網(wǎng)站如何，賣(mài)家提供的芯片資料是否足夠完善，是否包含了用戶手冊(cè)，設(shè)計(jì)方案舉例，相關(guān)范例程序等。（9）單片機(jī)的保密性是否很好，單片機(jī)的抗干擾的性能如何等。2.1.2 51系列單片機(jī)的功能特點(diǎn)及測(cè)距原理單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)SCMC（Single Chip MicroComputer）。它把構(gòu)成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要功能部、器件，如CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入/輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器等集中在一塊芯片上，所以又稱為微控制器MCU（Microcont

20、roller Unit）。相對(duì)于普通微機(jī)，單片機(jī)的體積要小得多，一般嵌入到其他儀器設(shè)備里，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與控制，因此也稱為嵌入式微控制器EMCU（Embedded Microcontroller Unit)。本設(shè)計(jì)的MCU采用的是DIP（Dual In-line Package塑料雙列直插式）封裝的AT89C51高性能8位單片機(jī)。AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央

21、處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案。AT89C51是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本,其引腳圖如圖1。圖1 51單片機(jī)的引腳功能圖2.1.3 AT89C51的引腳功能有： （1）電源引腳VCC（40腳）：正電源的引腳，工作電壓是5 V。GND（20腳）：接地端。（2）

22、時(shí)鐘電路的引腳XTAL1和XTAL2為了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，在89C51單片機(jī)的芯片內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了一個(gè)反相放大器，其中XTAL1端口就是片內(nèi)反相放大器的輸入端，XTAL2端則是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。單片機(jī)使用的工作方式是自激振蕩的方式，XTAL1和XTAL2外接的是11.0592 MHz的石英晶振，使內(nèi)部振蕩器按照石英晶振的頻率頻率進(jìn)行振蕩，從而就可以產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)電路如圖 2所示。圖2 時(shí)鐘信號(hào)電路（3）復(fù)位RST（9腳）當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，只要有有兩個(gè)機(jī)器周期即24個(gè)振蕩周期以上的高電平在這個(gè)引腳出現(xiàn)時(shí)，那么就將會(huì)使單片機(jī)復(fù)位，如果將這個(gè)引腳保持高電平，那么51單片機(jī)芯片就會(huì)循環(huán)不斷

23、地進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位后的P0口至P3口均置于高電平，這時(shí)程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器將全部清零。本課題設(shè)計(jì)的單片機(jī)復(fù)位電路如圖3所示。圖3 單片機(jī)復(fù)位電路圖(4)輸入輸出口（I/O口）引腳P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在F1ash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻（5-10K）。P1口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙

24、向I/O口，Pl的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。P2口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。P3口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。由于P3端口具有第二功能，為廣大電子發(fā)燒友提供了更加廣闊的開(kāi)發(fā)空間。其第二端口功能如下；a.P3.0 RXD（串行輸入口）b.P3.1 TXD（串行輸出口）c.P3.2 INT0（外中斷0）d.P3.3 INT1（外中斷1）e.P3.4 T0（定時(shí)計(jì)數(shù)器0外部輸入）f.P3.

25、5 T1（定時(shí)計(jì)數(shù)器1外部輸入）g.P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）h.P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）(5) ALEPROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。(6) PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的PSEN信號(hào)。(7) EAVPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。2.1.4 單片

26、機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是其他拓展系統(tǒng)的最基本的基礎(chǔ)，單片機(jī)最小系統(tǒng)是指一個(gè)真正可用的單片機(jī)最小配置系統(tǒng)即單片機(jī)能工作的系統(tǒng)。對(duì)于80S51單片機(jī)，由于片內(nèi)已經(jīng)自帶有了程序存儲(chǔ)器，所以只要單片機(jī)外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就可以組成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)了。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖4所示。圖4 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2.2 HC-SR04超聲波測(cè)距模塊超聲波測(cè)距模塊是超聲波測(cè)距系統(tǒng)的核心模塊，它的量度和精度都會(huì)影響儀器的使用情況，本設(shè)計(jì)選擇的是HC-SR04超聲波測(cè)距模塊。2.2.1 HC-SR04超聲波測(cè)距模塊特點(diǎn)HC-SR04超聲波測(cè)距模塊可提供 2cm-400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到

27、 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟恚?1)采用IO 口TRIG 觸發(fā)測(cè)距，給最少10us 的高電平信呈。(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。測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S)/2;2.2.2 HC-SRO4超聲波測(cè)距模塊實(shí)物和電氣參數(shù)(1)圖5為超聲波測(cè)距模塊的實(shí)物圖，具體接線方式為VCC 供5V電源， GND 為地線，TRIG 觸發(fā)控制信號(hào)輸入，ECHO 回響信號(hào)輸出等四個(gè)接口端。圖5 HC-SR04測(cè)距模塊的實(shí)物圖（2）

28、HC-SR04主要技術(shù)參數(shù)： 1）使用電壓：DC5V； 2）靜態(tài)電流：小于2mA； 3）電平輸出：高5V； 4）電平輸出：底0V； 5）感應(yīng)角度：不大于15度； 6）探測(cè)距離：2cm-450cm 7:高精度可達(dá)0.2cm； 7）接線方式，VCC、trig（控制端）、echo（接收端）、GND。2.2.3 HC-SR04模塊的超聲波時(shí)序圖時(shí)序圖表明只需要提供一個(gè)10uS 以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8 個(gè)40kHz 周期電平并檢測(cè)回波。一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)?；仨懶盘?hào)的脈沖寬度與所測(cè)的距離成正比。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。公式：uS/58=厘米或

29、者uS/148=英寸；或是：距離=高電平時(shí)間*聲速（340M/S）/2；建議測(cè)量周期為60ms 以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的影響，如圖6所示。圖6 超聲波發(fā)射器的時(shí)序圖2.2.4超聲波發(fā)射和接收電路設(shè)計(jì)超聲波是一種振動(dòng)頻率超過(guò)20 kHz的機(jī)械波，它可以沿直線方向傳播，而且傳播的方向性好，傳播的距離也較遠(yuǎn)，在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到障礙物在入射到它的反射面上就會(huì)產(chǎn)生反射波。由于超聲波的以上幾個(gè)特點(diǎn)，所以超聲波被廣泛地應(yīng)用于物體距離的測(cè)量、厚度等方面。而且，超聲波的測(cè)量是一種比較理想的的非接觸式的測(cè)距方法。超聲波的發(fā)射電路設(shè)計(jì)超聲波發(fā)射電路是由超聲波探頭和超聲波放大器組成。超聲波探頭將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)

30、械波發(fā)射出去，而單片機(jī)所產(chǎn)生的40 kHz的方波脈沖需要進(jìn)行放大才能將超聲波探頭驅(qū)動(dòng)將超聲波發(fā)射出去，所以發(fā)射驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是一個(gè)信號(hào)的放大電路，本設(shè)計(jì)選用MAX232芯片進(jìn)行信號(hào)放大，超聲波發(fā)射電路如圖7所示。 圖7 超聲波發(fā)射電路 工作時(shí)，由單片機(jī)產(chǎn)生40 kHz的脈沖從P0.1口向超聲波的發(fā)射電路部分發(fā)出信號(hào)，再經(jīng)MAX232放大電路放大后，驅(qū)動(dòng)超聲波探頭將超聲波發(fā)射出去。超聲波的接收電路設(shè)計(jì)由于超聲波在空氣中的傳播過(guò)程中是有衰減的，如果距離較遠(yuǎn)，那么超聲波接收電路所接收到的超聲波信號(hào)就會(huì)比較微弱，因此需要對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大而且放大的倍數(shù)也要比較大。超聲波接收電路主要是由集成電路LM2

31、34芯片電路構(gòu)成的，LM234芯片電路可以對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波、整形、比較等功能，比較完之后超聲波接收電路會(huì)輸出一個(gè)低電平到單片機(jī)去請(qǐng)求中斷，當(dāng)即單片機(jī)停止計(jì)時(shí)，并開(kāi)始去進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。LM234芯片的前置放大器具有自動(dòng)增益控制的功能，當(dāng)測(cè)量的距離比較近時(shí)，放大器不會(huì)過(guò)載；而當(dāng)測(cè)量距離比較遠(yuǎn)時(shí)，超聲波信號(hào)微弱，前置放大器就有較大的放大增益效果。LM234芯片的4腳在外接電阻對(duì)它的帶通濾波器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且不用再外接其他的電感，能夠很好地避免外加磁場(chǎng)對(duì)芯片電路的干擾，而且它的可靠性也是比較高的。LM234芯片電路本身就具有很高的抗干擾的能力，而且靈敏度也比較高，所以

32、，能滿足本設(shè)計(jì)的要求。超聲波接收電路如圖8所示。圖8 超聲波接收電路2.3 J12864點(diǎn)陣型液晶顯示屏J12864液晶顯示器在使用用上比LED數(shù)字顯示器更加直觀、美觀。2.3.1點(diǎn)陣LCD的顯示原理在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以0和1保存的，對(duì)LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要8位（一字節(jié)）即可。而對(duì)于中文，常用卻有6000以上，于是將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼。那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字，那又如何在屏幕上去顯示呢？

33、這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來(lái)記載英文或漢字的形狀，如英文的A在字模的記載方式如圖9所示：圖9“A”字模圖2.3.2 J12864點(diǎn)陣型LCD簡(jiǎn)介 12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及12864全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示84個(gè)(1616點(diǎn)陣)漢字。在使用12864LCD前先必須了解以下功能器件才能進(jìn)行編程。12864內(nèi)部功能器件及相關(guān)功能如下：1）指令寄存器(IR) IR是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=0時(shí)，在E信號(hào)下降沿的作用下，指令碼寫(xiě)入IR。2

34、）數(shù)據(jù)寄存器(DR) DR是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器寄存指令相對(duì)應(yīng) 。當(dāng)D/I=1時(shí)，在下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入DR，或在E信號(hào)高電平作用下由DR讀到DB7DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動(dòng)執(zhí)行的。3）忙標(biāo)志：BF BF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。BF=1表示模塊在內(nèi)部操作，此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時(shí)，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS READ指令，可以將BF讀到DB7總線，從檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。4）顯示控制觸發(fā)器DFF此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開(kāi)和關(guān)的控制。DFF=1為開(kāi)顯示（DISPLAY OFF），DDRAM的內(nèi)容就顯

35、示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF）。DDF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號(hào)控制的。5）XY地址計(jì)數(shù)器XY地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)9位計(jì)數(shù)器。高3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器，XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的頁(yè)指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。X地址計(jì)數(shù)器是沒(méi)有記數(shù)功能的，只能用指令設(shè)置。Y地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，Y地址自動(dòng)加1，Y地址指針從0到63。6）顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）DDRAM是存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)為1表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯

36、示位置的關(guān)系見(jiàn)DDRAM地址表。7）Z地址計(jì)數(shù)器Z地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)6位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)記數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。當(dāng)一行掃描完成，此地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。Z地址計(jì)數(shù)器可以用指令DISPLAY START LINE預(yù)置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開(kāi)始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM共64行，屏幕可以循環(huán)滾動(dòng)顯示64行。3課程的方案論證與設(shè)計(jì)本章主要介紹了在制作前的設(shè)計(jì)思路和計(jì)劃。3.1系統(tǒng)整體方案的論證測(cè)量距離方法有很多種，短距離可以用尺，遠(yuǎn)距離有激光測(cè)距等，超聲波測(cè)距適用于高精度中長(zhǎng)距離測(cè)

37、量。因?yàn)槌暡ㄔ跇?biāo)準(zhǔn)空氣中傳播速度為331.45米/秒，由單片機(jī)負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，單片機(jī)使用11.0592M晶振，所以此系統(tǒng)測(cè)量精度理論上可以達(dá)到毫米級(jí)。 目前比較普遍的測(cè)距的原理：通過(guò)發(fā)射具有特征頻率的超聲波對(duì)被攝目標(biāo)的探測(cè)，通過(guò)發(fā)射出特征頻率的超聲波和反射回接受到特征頻率的超聲波所用的時(shí)間，換算出距離，如超聲波液位物位傳感器，超聲波探頭，適合需要非接觸測(cè)量場(chǎng)合，超聲波測(cè)厚，超聲波汽車測(cè)距告警裝置等。 由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離遠(yuǎn)，因而超聲波可以用于距離測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡(jiǎn)單，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到要求。由于超聲波易于定向發(fā)射、方向性好、

38、強(qiáng)度易控制、與被測(cè)量物體不需要直接接觸的優(yōu)點(diǎn)，是作為液體高度測(cè)量的理想手段。在精密的液位測(cè)量中需要達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度，但是目前國(guó)內(nèi)的超聲波測(cè)距專用集成電路都是只有厘米級(jí)的測(cè)量精度。通過(guò)分析超聲波測(cè)距誤差產(chǎn)生的原因，提高測(cè)量時(shí)間差到微秒級(jí)，以及用溫度傳感器進(jìn)行聲波傳播速度的補(bǔ)償后，本設(shè)計(jì)的高精度超聲波測(cè)距儀能達(dá)到毫米級(jí)的測(cè)量精度。目前超聲波測(cè)距已得到廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)一般使用專用集成電路根據(jù)超聲波測(cè)距原理設(shè)計(jì)各種測(cè)距儀器，但是專用集成電路的成本較高、功能單一。而以單片機(jī)為核心的測(cè)距儀器可以實(shí)現(xiàn)預(yù)置、多端口檢測(cè)、顯示、報(bào)警等多種功能，并且成本低、精度高、操作簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、可靠。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各

39、方面因素，可以采用AT89C51單片機(jī)作為主控制器，它控制發(fā)射觸發(fā)脈沖的開(kāi)始時(shí)間及脈寬，響應(yīng)回波時(shí)刻并測(cè)量、計(jì)數(shù)發(fā)射至往返的時(shí)間差。利用軟件產(chǎn)生超聲波信號(hào)，通過(guò)輸出引腳輸入至驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波；超聲波信號(hào)的接收采用鎖相環(huán)LM567對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行頻率監(jiān)視和控制。一旦探頭接到回波，若接收到的信號(hào)頻率等于振蕩器的固有頻率（此頻率主要由RC值決定），則其輸出引腳的電平將從“1”變?yōu)椤?”（此時(shí)鎖相環(huán)已進(jìn)入鎖定狀態(tài)），這種電平變化可以作為單片機(jī)對(duì)接收探頭的接收情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。可對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，并采用溫度補(bǔ)償，使測(cè)量誤差降到更低限度；AT89C51還控制顯示電路，用動(dòng)態(tài)掃描

40、法實(shí)現(xiàn)LCD液晶顯示。3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10所示。它主要由單片機(jī)、超聲波發(fā)射及接收電路、超聲波傳感器、LCD液晶顯示器電路及電源電路組成。系統(tǒng)主要功能包括：（1）超聲波的發(fā)射、接收，并根據(jù)計(jì)時(shí)時(shí)間計(jì)算測(cè)量距離；（2）LCD液晶顯示器顯示距離；（3）當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)，用電平式開(kāi)關(guān)與上電復(fù)位電路復(fù)位。圖10 超聲波測(cè)距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.3系統(tǒng)的主程序眾所周知C語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)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(yǔ)言和匯

41、編語(yǔ)言混合編程。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間要求精度較高的部分全部由單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器完成，而C語(yǔ)言編程被廣泛使用，所以本設(shè)計(jì)全部使用C語(yǔ)言編程。單片機(jī)發(fā)出40kHZ 的信號(hào)，經(jīng)放大后通過(guò)超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，測(cè)得時(shí)間為t，再由軟件進(jìn)行判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送LCD 顯示。首先，給超聲波測(cè)距系統(tǒng)同上5V電壓的電源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，LCD顯示器顯示距離為000cm。然后超聲波模塊發(fā)出超聲波，此時(shí)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)超聲波接收模塊收到了超聲波的回波時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)并且把數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算。否則，超聲波發(fā)射裝置繼續(xù)發(fā)出超

42、聲波直到接收到回波。4電子元件焊接（做實(shí)物）最后就是制作實(shí)物，在制作過(guò)程中焊接是主要的手段。依據(jù)PCB所生成的圖來(lái)焊接。4.1焊接工具電烙鐵新烙鐵使用前，應(yīng)用細(xì)砂紙將烙鐵頭打光亮，通電燒熱，蘸上松香后用烙鐵頭刃面接觸焊錫絲，使烙鐵頭上均勻地鍍上一層錫。這樣做，可以便于焊接和防止烙鐵頭表面氧化。舊的烙鐵頭如嚴(yán)重氧化而發(fā)黑，可用鋼挫挫去表層氧化物，使其露出金屬光澤后，重新鍍錫，才能使用。電烙鐵要用220V交流電源，使用時(shí)要特別注意安全。應(yīng)認(rèn)真做到以下幾點(diǎn)：1.電烙鐵插頭最好使用三極插頭。要使外殼妥善接地。2.使用前，應(yīng)認(rèn)真檢查電源插頭、電源線有無(wú)損壞。并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。3.電烙鐵使用中，不能用

43、力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過(guò)多時(shí)，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人。4.焊接過(guò)程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時(shí)，應(yīng)放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。5.使用結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)切斷電源，拔下電源插頭。冷卻后，再將電烙鐵收回工具箱。4.2焊前處理與焊接技術(shù)焊接前，應(yīng)對(duì)元件引腳或電路板的焊接部位進(jìn)行焊前處理。 焊接時(shí)，要保證每個(gè)焊點(diǎn)焊接牢固、接觸良好。要保證焊接質(zhì)量。1.右手持電烙鐵。左手用尖嘴鉗或鑷子夾持元件或?qū)Ь€。焊接前，電烙鐵要充分預(yù)熱。烙鐵頭刃面上要吃錫，即帶上一定量焊錫。2.將烙鐵頭刃面緊貼在焊點(diǎn)處。電烙鐵與水平面大約成60角。以便于熔化的錫從烙鐵頭上流

44、到焊點(diǎn)上。烙鐵頭在焊點(diǎn)處停留的時(shí)間控制在23秒鐘。3.抬開(kāi)烙鐵頭。左手仍持元件不動(dòng)。待焊點(diǎn)處的錫冷卻凝固后，才可松開(kāi)左手。4.用鑷子轉(zhuǎn)動(dòng)引線，確認(rèn)不松動(dòng)，然后可用偏口鉗剪去多余的引線。 焊接處應(yīng)該錫點(diǎn)光亮，圓滑而無(wú)毛刺，錫量適中。錫和被焊物融合牢固。不應(yīng)有虛焊和假焊。虛焊是焊點(diǎn)處只有少量錫焊住，造成接觸不良，時(shí)通時(shí)斷。假焊是指表面上好像焊住了，但實(shí)際上并沒(méi)有焊上，有時(shí)用手一拔，引線就可以從焊點(diǎn)中拔出。這兩種情況將給電子制作的調(diào)試和檢修帶來(lái)極大的困難。只有經(jīng)過(guò)大量的、認(rèn)真的焊接實(shí)踐，才能避免這兩種情況。焊接電路板時(shí)，一定要控制好時(shí)間，太長(zhǎng)，電路板將被燒焦，或造成銅箔脫落。從電路板上拆卸元件時(shí)，可

45、將電烙鐵頭貼在焊點(diǎn)上，待焊點(diǎn)上的錫熔化后，將元件拔出。制作出的實(shí)物如圖11圖11 超聲波測(cè)距儀實(shí)物結(jié)論結(jié)論 利用51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的測(cè)距儀便于操作、讀數(shù)直觀。經(jīng)實(shí)際測(cè)試證明，該類測(cè)距儀工作穩(wěn)定,能滿足一般近距離測(cè)距的要求，且成本較低、有良好的性價(jià)比。由于該系統(tǒng)中鎖相環(huán)鎖定需要一定時(shí)間，測(cè)得的距離有誤差，在汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用中可忽略不計(jì)；但在精度要求較高的工業(yè)領(lǐng)域如機(jī)器人自動(dòng)測(cè)距等方面，此誤差不能忽略，可以通過(guò)改變一些硬件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波的快速鎖定或根據(jù)自己的需要在程序中加入測(cè)距軟件補(bǔ)償?shù)拇a，使誤差進(jìn)一步減小，可以滿足更高要求。 本設(shè)計(jì)完整地做出之后可測(cè)量十米以內(nèi)的距離。因?yàn)槌暡ǖ奶匦?，測(cè)距時(shí)保

46、證傳感器與被測(cè)物間，以及測(cè)量軸線上沒(méi)有障礙物；且要盡量保證傳感器軸線與被測(cè)物表面垂直；實(shí)際測(cè)距范圍與被測(cè)物表面材料等因素有關(guān)，一般不要測(cè)量表面為毛料的物體表面。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 胡萍.超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研制.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2003.102 時(shí)德剛，劉嘩.超聲波測(cè)距的研究.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2002.103 華兵.MCS-51單片機(jī)原理應(yīng)用.武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社，2002 .54 李華.MCU-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版 社，1993.65 陳光東.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)(第二版).武漢：華中理工大 學(xué)出版社，1999.46 徐淑華，程退安，姚萬(wàn)生.

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48、出版社1998. 314 恒清，張靖.加強(qiáng)單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的方法.通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2004 .1015 晗曉，袁慧梅.單片機(jī)系統(tǒng)的印制板設(shè)計(jì)與抗干擾技術(shù).電子工藝技術(shù)， 2004 .616 豐，薛紅宣.采用軟件抗干擾設(shè)計(jì)提高微機(jī)系統(tǒng)的可靠性.電子產(chǎn)品世 界，2004.117 占操，梁厚琴，曹燕.單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù).電子技術(shù)，2003.318 華兵.MCS-51單片機(jī)原理應(yīng)用.武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社，2002 .519 繼興，劉霞.單片機(jī)系統(tǒng)軟件抗干擾措施分析.電子測(cè)量技術(shù)，200320 田華等.可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B2的原理與應(yīng)用.電子質(zhì) 量，2004.

49、721 楊姣秀.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì).200822 深圳市捷深科技有限公司.HC-SR04超聲波測(cè)距模塊說(shuō)明書(shū)23 Tom R.Watt .Cooling our tomorrows economically ，ASHRAE Journal.24 Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with optimization technology ，ASHRAE Journal.25 D.Pearl mutter ， Eerily ， Y.Etzion ，I.A.Meir，H.Di ，Refine theuse of t

50、he evaporation in an experimental down-draft cool tower ，Energys .199526 olton W. Instrumentation&process measurement. Longman Scientific&Technical. 199127 Vizimuller. RF design guide-systems, circuits, and equations M. Boston： Artech House，1995.致謝致謝 從開(kāi)始做論文到論文基本完成，經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段時(shí)間，從開(kāi)始的一知半解到現(xiàn)在的全面了解算是經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)

51、的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中有無(wú)數(shù)人給了我莫大的幫助。 首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師XXX老師。XXX老師在我還沒(méi)有頭緒的時(shí)候提示我該向哪個(gè)方向去思考，在我確定方向后，在我遇到困難的時(shí)候提示并幫助我該怎么做。特別是論文的整體設(shè)計(jì)給我很大的幫助，還有在我論文都定稿前認(rèn)真的審閱了我的論文，放棄自己的休息時(shí)間，指出我的錯(cuò)誤和不足的地方，在這里深表感謝！ 其次我要感謝和我度過(guò)四年大學(xué)生活的同學(xué)，因?yàn)闆](méi)有你們的幫助我是無(wú)法順利地完成這個(gè)課題的！還有個(gè)別同學(xué)的專業(yè)知識(shí)讓我深表佩服，以及他助人為樂(lè)的精神讓我無(wú)法忘卻，深深感謝！ 還有我的母校，它給我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我可以在這里學(xué)習(xí)自己想學(xué)習(xí)和自己要掌握的知識(shí)和技能。學(xué)校是個(gè)令人難忘的地方，在這里的時(shí)間是我無(wú)法忘記的。 一定要謝的還有我的父母，他們總是竭盡所能的給我提供更好的環(huán)境，讓我心里充滿感激，感謝之情無(wú)法言言喻！ 大學(xué)給我留下了我人生不可磨滅的印象，給我留下了美好的回憶。最后祝愿我的母校祝越來(lái)越美麗。祝福老師們身體健康，工作順利！同學(xué)們都能找到稱心的工作！附錄附錄附錄1 整體電路圖附錄2 程序清單#include /包含單片機(jī)寄存器的頭文件#include /包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件#defin