超聲波測(cè)距報(bào)告含程序

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告超聲波測(cè)距報(bào)告目 錄第1 章 課程設(shè)計(jì)概述21.1 課程設(shè)計(jì)選題及原理21.2 課程設(shè)計(jì)選題調(diào)研21.2.1 選題目的與意義21.2.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述3第2 章 方案設(shè)計(jì)4 2.1 主要任務(wù) 4 2.2 設(shè)計(jì)框圖 42.3 設(shè)計(jì)所需元器件及簡(jiǎn)介 42.4 設(shè)計(jì)程序流程簡(jiǎn)圖5 2.5 編程語(yǔ)言的選擇第3 章 電路及部分代碼設(shè)計(jì) 63.1 Stc12c5a60s2最小系統(tǒng)63.2 超聲波測(cè)距模塊73.3 數(shù)碼管顯示模塊 83.4 蜂鳴器報(bào)警模塊 93.5 總仿真結(jié)果及實(shí)物測(cè)量結(jié)果10第4 章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)和總結(jié)114.1 心得體會(huì) 114.2 總結(jié) 11附

2、1 課程設(shè)計(jì)仿真圖附 2 課程設(shè)計(jì)實(shí)物圖附 3 課程設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)代碼 第1 章 課程設(shè)計(jì)概述1.1 課程設(shè)計(jì)選題及原理課程設(shè)計(jì)題目超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)原理通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。最常用的超聲測(cè)距的方法是回聲探測(cè)法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來(lái)，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計(jì)時(shí)

3、。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物面的距離s，即：s=340t/2。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關(guān)。在使用時(shí)，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認(rèn)為超聲波速度在傳播的過(guò)程中是基本不變的。如果對(duì)測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)測(cè)量結(jié)果加以數(shù)值校正。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀的基本原理。1.2 課程設(shè)計(jì)選題調(diào)研1.2.1 選題目的與意義超聲波是指頻率在20KHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇，可用于非接觸測(cè)量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，利用計(jì)算超聲波

4、在發(fā)送端和接收端之間的傳輸時(shí)間和聲速來(lái)測(cè)量距離，對(duì)被測(cè)目標(biāo)無(wú)損害。而且超聲波傳播速度在很大范圍內(nèi)與頻率無(wú)關(guān)。超聲波的這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的重視。 目前對(duì)于超聲波精確測(cè)距的需求也越來(lái)越大，比如油庫(kù)和水箱液面的精確測(cè)量和控制，汽車輔助泊位系統(tǒng)的應(yīng)用，物體內(nèi)氣孔大小的檢測(cè)和機(jī)械內(nèi)部損傷的檢測(cè)等。在機(jī)械制造，電子冶金，航海，宇航，石油化工，等工業(yè)領(lǐng)域也有廣泛地應(yīng)用。此外，在材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)，生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占具重要地位。1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述歷史上使用超聲波來(lái)測(cè)量距離是從第二次世界大戰(zhàn)時(shí)海軍的聲納技術(shù)的發(fā)展開(kāi)始。聲納是一種利用聲波在水下測(cè)定目標(biāo)距離和運(yùn)動(dòng)速度的儀器。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)，科學(xué)家們對(duì)此

5、反復(fù)研究，最終發(fā)現(xiàn)了超聲波的原理。超聲波測(cè)距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測(cè)量和機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別等方面。超聲波作為一種檢測(cè)技術(shù)，采用的是非接觸式測(cè)量，由于它具有不受外界因素影響，對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，且操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。這些特點(diǎn)可使測(cè)量?jī)x器不受被測(cè)介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器存在的問(wèn)題，比如，在粉塵多的情況下對(duì)人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測(cè)物對(duì)測(cè)量?jī)x器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測(cè)等。此外該技術(shù)對(duì)被測(cè)元件無(wú)磨損，使測(cè)量?jī)x器牢固耐用，使用壽命加長(zhǎng)，而且還降低了能量損耗，節(jié)省人力和勞動(dòng)的強(qiáng)度。因此，利用超聲波檢測(cè)既迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單，又易于實(shí)時(shí)控制，

6、在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。然而超聲波測(cè)距在實(shí)際應(yīng)用中也有很多局限性。由于超聲波在傳播過(guò)程中，聲壓會(huì)隨距離的增大而呈指數(shù)規(guī)律衰減，遠(yuǎn)目標(biāo)的回波信號(hào)幅度小，信噪比低，用固定閾值的比較器檢測(cè)回波，可能導(dǎo)致越過(guò)門檻的時(shí)間前后移動(dòng)，從而影響計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性，這必然會(huì)影響到測(cè)距的準(zhǔn)確度。此外，構(gòu)成超聲波傳感器的壓電陶瓷片在壓電的雙向轉(zhuǎn)換過(guò)程中，存在慣性，滯后等現(xiàn)象，以及超聲波脈沖在空氣中傳播本身及多重的反射路徑，均導(dǎo)致回波信號(hào)被展寬，也會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，影響了測(cè)距的分辨率。其它如溫度，風(fēng)速等也會(huì)對(duì)測(cè)量造成一定的影響。工程師針對(duì)這些誤差提出的可變閾值的超聲波測(cè)距方法，從回波信號(hào)處理的角度出發(fā)，分

7、析了超聲波回波曲線的特性，利用回波包絡(luò)的峰值檢測(cè)技術(shù)以確定回波到達(dá)的時(shí)刻，另外，利用溫度補(bǔ)償電路可以降低溫度對(duì)聲速的影響，這些改進(jìn)都大大的提高了超聲波測(cè)距的準(zhǔn)確性。計(jì)量學(xué)在制造業(yè)中越來(lái)越重要。直接在機(jī)器上測(cè)量尤其能推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。目前為止大部分還是采用視覺(jué)的或觸覺(jué)的測(cè)量方法。但是墻的厚度就不能用這些來(lái)測(cè)量，因此德國(guó)人把超聲系統(tǒng)結(jié)合到機(jī)器設(shè)計(jì)出了測(cè)距方法。隨著超聲波的發(fā)展，早在2000年時(shí)英國(guó)人就設(shè)計(jì)出了可觀察，識(shí)別并測(cè)距的超聲波集成系統(tǒng)。第2 章 方案設(shè)計(jì)2.1 主要任務(wù) 設(shè)計(jì)制作一個(gè)超聲波測(cè)距儀，通過(guò)單片機(jī)控制超聲波測(cè)距模塊，計(jì)算并顯示所測(cè)距離以及實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。整體電路的控制核心為單片機(jī)S

8、TC12C5A60S2。超聲波發(fā)射和接收電路中都對(duì)相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行整形及放大，以保證測(cè)量結(jié)果盡可能精確。超聲波探頭接OUT口實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)射和接收。另外超聲波發(fā)射和接受模塊hc-sr04還有具有溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?，使測(cè)量精度能夠達(dá)到要求。整體結(jié)構(gòu)圖包括超聲波發(fā)射接收電路,單片機(jī)電路,顯示電路與蜂鳴器報(bào)警電路等幾部分模塊組成。2.2 設(shè)計(jì)框圖本設(shè)計(jì)主要的四個(gè)模塊：超聲波發(fā)射和接收模塊，蜂鳴器報(bào)警模塊，單片機(jī)STC12C5A60S2，四位數(shù)碼管顯示模塊。以下是設(shè)計(jì)框圖超聲波測(cè)距模塊四位數(shù)碼管顯示單片機(jī)STC12C5A60S2蜂鳴器報(bào)警 圖1 設(shè)計(jì)框圖 2.3 設(shè)計(jì)所需元器件及簡(jiǎn)介STC12C5A60S2增

9、強(qiáng)型 8051 CPU，1T，單時(shí)鐘/ 機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。工作電壓5.5V-3.3V。STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。通用I/O口（36/40/44個(gè)），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口） 可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開(kāi)漏每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能

10、力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)55mA。本設(shè)計(jì)中用到的單片機(jī)管腳有P1,P2.0-P2.3,P3.5-P3.7。超聲波測(cè)距模塊HC-SR04超聲波測(cè)距模塊HC-SR04 可提供2-400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可高達(dá)3mm。模塊包括超聲波發(fā)器、接收器與控制電路本模塊性能穩(wěn)定，測(cè)度距離精確。能和國(guó)外的SRF05,SRF02等超聲波測(cè)距模塊相媲美。模塊高精度，盲區(qū)（2cm）超近,穩(wěn)定的測(cè)距是此產(chǎn)品成功走向市場(chǎng)的有力根據(jù) 圖2 HC-SR04正面圖主要技術(shù)參數(shù)：1：使用電壓：DC5V        

11、; 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:高精度 可達(dá)0.2cm7：探測(cè)距離：2cm-450cm    接線方式：VCC，trig（控制端），echo（接收端），GND模塊工作原理：(1)采用IO觸發(fā)測(cè)距，

12、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輸出一高電平，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;  超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射超聲波的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物反射后立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出超聲波發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即為：s=340t/2，這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。存在4個(gè)因素限制了該系統(tǒng)的最大可測(cè)距離：超聲波

13、的幅度、反射的質(zhì)地、反射回波和入射聲波之間的夾角。 四位數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類。本設(shè)計(jì)用到的是共陽(yáng)極，靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。共陽(yáng)TA

14、B: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,088H本設(shè)計(jì)還需要的元件有蜂鳴器，電阻，電容，12M晶振，按鍵，三極管，面包板等2.4 設(shè)計(jì)程序流程簡(jiǎn)圖系統(tǒng)初始化發(fā)送超聲波脈沖等待發(fā)射超聲波判斷報(bào)警與顯示結(jié)果計(jì)算距離開(kāi)始 圖3 設(shè)計(jì)程序流程簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)流程圖說(shuō)明：本設(shè)計(jì)P3.5連接超聲波發(fā)射端，P3.7口接超聲波接收端。首先單片機(jī)開(kāi)始工作，系統(tǒng)初始化后單片機(jī)向P3.5口發(fā)送40KHZ的方波，使超聲波發(fā)射和接受模塊開(kāi)始工作，當(dāng)P3.7口接收到高電平時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，選用的是計(jì)時(shí)器工作方式1，16位。當(dāng)P3.7口接收到低電平的時(shí)候計(jì)時(shí)器關(guān)閉。此時(shí)

15、時(shí)間存在TH0,TL0中，這是通過(guò)計(jì)算子程序把時(shí)間換算成距離四位，從高到底分別存在78H,77H,76H,75H。此時(shí)調(diào)用顯示子程序把距離顯示在四位數(shù)碼管中。再調(diào)用報(bào)警子程序，根據(jù)距離的判斷，使蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音。延時(shí)很短的時(shí)間，繼續(xù)下次的測(cè)量。2.5 編程語(yǔ)言的選擇在編程語(yǔ)言的選擇上，我們主要考慮使用我所學(xué)過(guò)的匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言是一種面向機(jī)器的低級(jí)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它直接利用機(jī)器提供的指令系統(tǒng)編寫(xiě)程序，該類程序的可執(zhí)行指令是與機(jī)器語(yǔ)言程序的指令一一對(duì)應(yīng)的。匯編語(yǔ)言由于是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，與具體的計(jì)算機(jī)硬件有著密切的關(guān)系，因此，可移植性差。但由于匯編指令與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)

16、，即一條匯編語(yǔ)言的可執(zhí)行指令對(duì)應(yīng)著一條機(jī)器語(yǔ)言指令，反之亦然。因此，匯編語(yǔ)言可直接利用機(jī)器硬件系統(tǒng)的許多特性，如寄存器、標(biāo)志位以及一些特殊指令等，具有執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存少等優(yōu)點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)程序過(guò)程相對(duì)不復(fù)雜，用匯編語(yǔ)言完全可以實(shí)現(xiàn)，所以本設(shè)計(jì)選擇了使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。第3 章 電路及部分代碼設(shè)計(jì)3.1 Stc12c5a60s2最小系統(tǒng) 在電源旁接了開(kāi)關(guān)控制電源。復(fù)位電路旁還接了按鍵，方便復(fù)位操作。 圖4 單片機(jī)工作最小系統(tǒng)3.2 超聲波測(cè)距模塊設(shè)計(jì)思路：?jiǎn)纹瑱C(jī)P3.5發(fā)送40KHZ的方波，超聲波接收到后開(kāi)始測(cè)距，返回一段高電平到P3.7就是超聲波的測(cè)量的時(shí)間，所以程序設(shè)計(jì)時(shí)P3.7接

17、收到高電平時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器，P3.7口接收到低電平時(shí)關(guān)閉定時(shí)器，這樣定時(shí)器TH0,TL0里存儲(chǔ)的就是測(cè)量的時(shí)間，根據(jù)公式s=340t/2就可以計(jì)算出距離。流程圖P3.5口發(fā)送方波等待P3.7有高電平等待P3.7有低電平關(guān)計(jì)時(shí)器開(kāi)計(jì)時(shí)器送計(jì)時(shí)器TH0,TL0 圖5 超聲波發(fā)射和接收流程圖電路部分圖6 超聲波發(fā)射和接收電路根據(jù)超聲波測(cè)距模塊原理代碼設(shè)計(jì)部分如下P3.5發(fā)射，P3.7接受MOV TMOD,#01H ;置定時(shí)器T0工作方式樣3,對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù) CJZCX: MOV TL0,#00H ;裝入定時(shí)器初值 MOV TH0,#00H puzel:MOV 14H,#08H ;超聲波發(fā)射持續(xù)200

18、us Here:CPL P3.5 ;輸出40kHz方波 NOP ; NOP ; NOP ; DJNZ 14H,Here ; QBA:JB P3.7,QBC ;等待1跳到QBC DJNZ R1,QBA DJNZ R0,QBA QBC:SETB TR0 ;測(cè)到1開(kāi)始計(jì)時(shí) SETB P3.2 QBB:JNB P3.7,QBD ;等待0跳到QBD JMP QBB QBD:CLR P2.3 ;測(cè)到0關(guān)閉計(jì)時(shí) CLR TR03.3 數(shù)碼管顯示模塊設(shè)計(jì)思路：此時(shí)通過(guò)計(jì)算后四位數(shù)據(jù)分別從高到底存在78H,77H,76H,75H里，顯示數(shù)據(jù)時(shí)從高到低，P1口接a-h，P2.0-P2.3口接共陽(yáng)極。首先賦值P2口

19、0FEH,讓78H中的數(shù)據(jù)給高位，在左移，把77H數(shù)據(jù)給次高位，這樣循環(huán)知道四位數(shù)據(jù)全部顯示，此時(shí)跳到主程序。電路部分如圖6代碼部分（說(shuō)明顯示四位左端為高位，代碼中78H,77H,76H,75H分別存了四位，P1口接a-h，P2.0-P2.3接共陽(yáng)極）DISPLAY: MOV R1,#78H ;立即數(shù)78H送寄存器中 MOV R5,#0FEH ;立即數(shù)FEH送寄存器R5中 PLAY: MOV A,R5 ;寄存器R5中的數(shù)值送累加器A中 MOV P2,A ;累加器A中的數(shù)值送P2口 MOV A,R1 ;以寄存器R1中的數(shù)為地址單元的數(shù)值送累加器中 MOV DPTR,#TAB ;16位地址送地址寄

20、存器中 MOVC A,A+DPTR ;以中的地址為基地變址尋址單元中的數(shù)送累加器 MOV P1,A ;累加器A中的數(shù)值送P1口 MOV R6,#14H ;立即數(shù)據(jù)14送寄存器R6中 DL1:MOV R7,#19H ;立即數(shù)據(jù)19送寄存器R7中 DL2:DJNZ R7,DL2 ;寄存器中的數(shù)據(jù)減1,不為零時(shí)則轉(zhuǎn)移 DJNZ R6,DL1 ;寄存器中的數(shù)據(jù)減1,不為零時(shí)則轉(zhuǎn)移 DEC R1 ;寄存器R1中的數(shù)值減1 MOV A,R5 ;寄存器R5中的數(shù)值送累加器A中 JNB ACC.3,ENDOUT ;地址位為0則轉(zhuǎn)到ENDOUT RL A ;累加器循環(huán)右移 MOV R5,A ;累加器A中的數(shù)值送

21、寄存器R5中 AJMP PLAY ;絕對(duì)短轉(zhuǎn)移 ENDOUT: SETB P3.5 ;置P3.5口 RET ;返回 TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,088H 圖 7 數(shù)碼管顯示電路3.4 蜂鳴器報(bào)警模塊 設(shè)計(jì)思路：如圖P3.6口接的是蜂鳴器電路，實(shí)現(xiàn)蜂鳴器不同頻率報(bào)警，首先要距離分段，此程序判斷的是最高位，所以是78H里的值，控制蜂鳴器報(bào)警頻率不同是通過(guò)改變P3.6口0和1翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)時(shí)間不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電路部分 圖8 蜂鳴器報(bào)警電路蜂鳴器報(bào)警分5種頻率分段為<1m，1-2m，2-3m，3-4m，>4m距離不同設(shè)

22、定的蜂鳴器報(bào)警的頻率不同3.5 總仿真結(jié)果及其實(shí)物測(cè)量結(jié)果 由于沒(méi)有超聲波發(fā)射和接收模塊，用按鍵來(lái)給P3.7口信號(hào)。電路的仿真結(jié)果是單片機(jī)工作后，用按鍵給信號(hào)，四位數(shù)碼管可以顯示計(jì)算值出來(lái)，蜂鳴器可以正常工作。本次設(shè)計(jì)的實(shí)物能實(shí)現(xiàn)的功能功能有：（1）超聲波的發(fā)射和接受控制（2）對(duì)回波信號(hào)的檢測(cè)（3）測(cè)距時(shí)間到距離的換算（4）距離不斷測(cè)量和不斷顯示（5）對(duì)距離進(jìn)行判斷，并且蜂鳴器報(bào)警第4 章 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)和總結(jié)4.1 心得體會(huì)心得：這兩個(gè)星期是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程，從調(diào)研選題背景意義，了解了超聲波測(cè)距儀的工作原理及其發(fā)展，感覺(jué)上通過(guò)單片機(jī)控制是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)程沒(méi)有什么彎路要走。

23、確定方案，購(gòu)買元件的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)有很多的實(shí)際問(wèn)題，由于第一次實(shí)際做一些東西出來(lái)，總覺(jué)得不知道從什么地方下手，這個(gè)時(shí)候小組合作就顯得格外重要，大家一起討論，給出不同的意見(jiàn)，完善各自的方案，了解更多實(shí)際電路要考慮到的問(wèn)題，電阻的限流作用，單片機(jī)工作的電壓電流，電阻選多大，電容選多大，這些對(duì)電路都是有影響的，選的不對(duì)很可能就把單片機(jī)燒壞。每天都會(huì)有新的問(wèn)題，解決完一個(gè)就會(huì)發(fā)現(xiàn)那不是結(jié)束僅僅是一個(gè)開(kāi)始。焊接電路是一項(xiàng)需要有耐心的過(guò)程，一不小心就會(huì)犯錯(cuò)，那是萬(wàn)萬(wàn)不允許的，所以必須檢查每一個(gè)焊接點(diǎn)，剛開(kāi)始做必然做的不太嫻熟，焊接的也不太美觀，但最也算是完成了。調(diào)試電路是最頭疼的，一開(kāi)始不知道是電路的問(wèn)題還是

24、程序的問(wèn)題。這次我們用的是匯編語(yǔ)言，而大部分組用的是C語(yǔ)言，這讓我們?cè)诮涣鞒绦虻臅r(shí)候顯得有些無(wú)奈，開(kāi)始我們只有一個(gè)部分一個(gè)部分的慢慢調(diào)試，先從四位數(shù)碼顯示部分開(kāi)始，這部分知道電路連接正確應(yīng)該就不會(huì)有問(wèn)題。然后我們測(cè)蜂鳴器是否工作正常。最后遇到問(wèn)題是發(fā)現(xiàn)超聲波接收和發(fā)射模塊不能正常工作，找了很多原因，都不行。后來(lái)恍然大悟，是我們?cè)谝婚_(kāi)始是就把超聲波發(fā)射和接收模塊的時(shí)間開(kāi)始和接受弄錯(cuò)了，所以計(jì)算的時(shí)間總是錯(cuò)的。完成能測(cè)距的這一基本任務(wù)讓我們有了信心去做接下來(lái)的報(bào)警功能。對(duì)于我們這個(gè)超聲波測(cè)距模塊，要弄清楚每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理，才能進(jìn)行電路設(shè)計(jì)及程序編寫(xiě)。4.2 總結(jié)總結(jié)：我們使用stc12c5a6

25、0s2單片機(jī)控制，hc-sr04超聲波發(fā)射和接受模塊輔助測(cè)量，在四位數(shù)碼顯示管顯示結(jié)果，蜂鳴器報(bào)警，這是整個(gè)超聲波測(cè)距系統(tǒng)的主要四個(gè)部分。測(cè)量范圍在2cm到300cm之間。由于經(jīng)驗(yàn)不足，最后的成品能雖然實(shí)現(xiàn)測(cè)量和報(bào)警的功能，但是任然有很多不足的地方，電路排版焊接不美觀，電路測(cè)量的有效性不夠強(qiáng)，程序的穩(wěn)定性容錯(cuò)性都存在問(wèn)題。程序在努力改進(jìn)后還需加強(qiáng)。本次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)到很多，對(duì)課本原理性的內(nèi)容更是加深理解。對(duì)實(shí)踐動(dòng)手能力有了很大的鍛煉和提高。附錄1課程設(shè)計(jì)仿真圖 圖9 仿真電路附錄2 課程設(shè)計(jì)實(shí)物圖 圖10 實(shí)物圖附錄3程序設(shè)計(jì)代碼; 基于STC12C5A60S2單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng); 測(cè)量范圍3

26、5-300厘米; 中斷入口程序 ; ORG 0000H AJMP START ORG 000BH; 主 程 序 ;START: MOV R0,#70H ;立即數(shù)70H送寄存器R0中 MOV R7,#0BH ;立即數(shù)0BH送寄存器R7中 MOV 20H,#00H ;立即數(shù)00H送20H單元中CLEARDISP: MOV R0,#00H ;立即數(shù)立即數(shù)00H送R0中的地址單元中 INC R0 ;寄存器R0加1 DJNZ R7,CLEARDISP;寄存器中的數(shù)值減1非零時(shí)轉(zhuǎn)移 MOV TMOD,#01H ;置定時(shí)器T0工作方式樣3,對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù) CJZCX: MOV TL0,#00H ;裝入定

27、時(shí)器初值 MOV TH0,#00H MOV R0,#0FH MOV R1,#5bH puzel:MOV 14H,#08H ;超聲波發(fā)射持續(xù)200us Here:CPL P3.5 ;輸出40kHz方波 NOP ; NOP ; NOP ; DJNZ 14H,Here ; QBA:JB P3.7,QBC ;等待1跳到QBC DJNZ R1,QBA DJNZ R0,QBA QBC:SETB TR0 ;測(cè)到1開(kāi)始計(jì)時(shí) SETB P3.2 QBB:JNB P3.7,QBD ;等待0跳到QBD JMP QBB QBD:CLR P2.3 ;測(cè)到0關(guān)閉計(jì)時(shí) CLR TR0 MOV 70H,TL0 MOV 71H

28、,TH0 MOV R2,71H MOV R3,70H MOV R6,#11H MOV R7,#0H LCALL MULD MOV R6,#64H MOV R7,#0H LCALL DIVD MOV 73H,R2 MOV 74H,R3 MOV R3,#0H MOV R4,#0H MOV R5,#0H MOV R6,73H MOV R7,74H LCALL HB2 MOV A,R4 ;分離BCD MOV B,#10H DIV AB MOV 78H,A MOV 77H,B MOV A,R5 MOV B,#10H DIV AB MOV 76H,A MOV 75H,B MOV 7AH,#0FFH XXX

29、:LCALL DISPLAY LCALL WARNING DJNZ 7AH,XXXAJMP CJZCX; 乘34程序(乘聲速) ; MULD: MOV A,R3 ;計(jì)算R3乘R7 MOV B,R7 MUL AB MOV R4,B ;暫存部分積 MOV R5,A MOV A,R3 ;計(jì)算R3乘R6 MOV B,R6 MUL AB ADD A,R4 ;累加部分積 MOV R4,A CLR A ADDC A,B MOV R3,A MOV A,R2 ;計(jì)算R2乘R7 MOV B,R7 MUL AB ADD A,R4 ;累加部分積 MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,B MOV R3,A

30、CLR A RLC A XCH A,R2 ;計(jì)算R2乘R6 MOV B,R6 MUL AB ADD A,R3 ;累加部分積 MOV R3,A MOV A,R2 ADDC A,B MOV R2,A RET; 除100程序(除法) ; DIVD: CLR C ;比較被除數(shù)和除數(shù) MOV A,R3 SUBB A,R7 MOV A,R2 SUBB A,R6 JC DVD1 SETB OV ;溢出 RET DVD1: MOV B,#10H ;計(jì)算雙字節(jié)商 DVD2: CLR C ;部分商和余數(shù)同時(shí)左移一位 MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A M

31、OV A,R3 RLC A MOV R3,A XCH A,R2 RLC A XCH A,R2 MOV F0,C ;保存溢出位 CLR C SUBB A,R7 ;計(jì)算（R2R3R6R7） MOV R1,A MOV A,R2 SUBB A,R6 ANL C,/F0 ;結(jié)果判斷 JC DVD3 MOV R2,A ;夠減，存放新的余數(shù) MOV A,R1 MOV R3,A INC R5 ;商的低位置一 DVD3: DJNZ B,DVD2 ;計(jì)算完十六位商（R4R5） MOV A,R4 ;將商移到R2R3中 MOV R2,A MOV A,R5 MOV R3,A CLR OV ;設(shè)立成功標(biāo)志 RET; BC

32、D轉(zhuǎn)換 ; HB2: CLR A ;BCD碼初始化 MOV R3,A MOV R4,A MOV R5,A MOV R2,#10H ;轉(zhuǎn)換雙字節(jié)十六進(jìn)制整數(shù) HB3: MOV A,R7 ;從高端移出待轉(zhuǎn)換數(shù)的一位到CY中 RLC A MOV R7,A MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R5 ;BCD碼帶進(jìn)位自身相加，相當(dāng)于乘2 ADDC A,R5 DA A ;十進(jìn)制調(diào)整 MOV R5,A MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,R3 MOV R3,A ;雙字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)的萬(wàn)位數(shù)不超過(guò)6，不用調(diào)整 DJNZ R2,HB3 ;處理完16bit RET; 報(bào)警程序 ;WARNING: MOV R6,#10 MOV A,78H CJNE A,#00H,B1 LJMP W1 B1: SUBB A,#01H CJNE A,#00H,B2 LJMP W2 B2: SUBB A,#01H CJNE A,#00H,B3 LJMP W3 B3: S