紅外遙控系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)PPT

題目：基于單片機(jī)的超聲波距離測(cè)試儀

專業(yè)：班級(jí)：

指導(dǎo)老師：答辯人：

答辯提綱

了解課題，收集資料共同討論，確定方案電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試總結(jié)及下一步工作致謝了解課題超聲波具有指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，傳播距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以，在利用傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距方案中，超聲波測(cè)距是目前應(yīng)用最普遍的一種，它廣泛應(yīng)用于防盜、倒車?yán)走_(dá)、水位測(cè)量、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。了解課題目前測(cè)量距離一般都采用波在介質(zhì)中的傳播速度和時(shí)間關(guān)系進(jìn)行測(cè)量。常用的技術(shù)主要有激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距和超聲波測(cè)距三種。超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。超聲波定位技術(shù)成本低、精度高、操作簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠，非常適合于短距離測(cè)量定位。STC89C52RC單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用它的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。確定方案由單片機(jī)AT89S51編程產(chǎn)生40kHz的方波，由P1.0口輸出，再經(jīng)過放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理,送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來。確定方案該測(cè)距裝置是由超聲波傳感器、單片機(jī)、發(fā)射/接收電路和LED顯示器組成。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路相連,接收電路輸出端與單片機(jī)相連接,單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連接。單片機(jī)在T0時(shí)刻發(fā)射方波，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)收到回波后，產(chǎn)生一負(fù)跳變到單片機(jī)中斷口，單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，定時(shí)器停止計(jì)數(shù)。計(jì)算時(shí)間差，即可得到超聲波在媒介中傳播的時(shí)間t，由此便可計(jì)算出距離。電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊設(shè)計(jì)：發(fā)射電路主要有反相器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成,單片機(jī)P1.0端口輸出的40KHz方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反相器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反相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超聲波發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，可以提高驅(qū)動(dòng)能力。上拉電阻R1、R2一方面可以提高反相器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，以縮短其自由振蕩的時(shí)間。接受模塊設(shè)計(jì):集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片。實(shí)驗(yàn)證明，用CX20106A接收超聲波（無信號(hào)時(shí)輸出高電平）具有很高的靈敏度和抗干擾能力。適當(dāng)?shù)母碾娙軨4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。測(cè)溫及報(bào)警模塊:采用MAXIM公司的DS18B20作為溫度傳感和測(cè)量裝置，測(cè)量范圍在之間，測(cè)量分辨率可選9位或12位，在范圍內(nèi)保證精度．因此完全可以滿足普通條件下的測(cè)溫要求。DS18B20采TO一92型封裝只有3個(gè)引腳，一根電源線，一根地線，一根數(shù)據(jù)線，每片DS18B20有一個(gè)64位串行代碼存儲(chǔ)器。這里用P3.7口作為與DS18B20的數(shù)據(jù)輸入輸出口。報(bào)警電路在所測(cè)溫度高于所設(shè)溫度范圍時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試超聲波測(cè)距器的算法設(shè)計(jì):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，就會(huì)被超聲波接收器R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)所用時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。該距離的計(jì)算公式如下：

d=s/2=(v×t)/2

其中：d為被測(cè)物體與測(cè)距器的距離；s為聲波的來回路程；v為聲速；t為聲波來回所用的時(shí)間。主程序：主程序首先要對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并對(duì)顯示端口P0和P2清0；然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖。為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，需要延時(shí)約0.1ms(這也就是超聲波測(cè)距器會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因）后才打開外中斷0接收返回的超聲波信號(hào)。由于采用的是12MHz的晶振，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是1μs，所以當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來回所用的時(shí)間）按式d=(v×t)/2=(172T0/10000)cm計(jì)算,即可得被測(cè)物體與測(cè)距器之間的距離。設(shè)計(jì)時(shí)取20oC時(shí)的聲速為344m/s。測(cè)出距離后，結(jié)果將以十進(jìn)制BCD碼方式送往LED顯示約0.5s，然后再發(fā)送超聲波重復(fù)測(cè)量過程。

超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序：超聲波發(fā)生子程序的作用是通過P1.0端口發(fā)送兩個(gè)左右的超聲波脈沖信號(hào)（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12μs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)距器主程序利用外中斷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)入超聲波接收中斷程序。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，以表示本次測(cè)距不成功。#include<reg51.h> #include<intrins.h> #defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint#definenop()_nop_() //定義空操作sbitsegce= P1^0;sbitdigce= P1^1;sbitvout=P1^4; //聲明40KHz脈沖信號(hào)輸出口sbittest=P1^5;//測(cè)試用引腳sbitOUT1=P0^5;sbitOE=P1^2;voiddelay(uintx); //延時(shí)程序voiddisplay();ucharcodenum_table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};//共陰數(shù)碼管0123456789滅/*定義數(shù)碼管顯示字符跟數(shù)字的對(duì)應(yīng)數(shù)組關(guān)系*/uchardatasled_lighten_table[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//定義每次掃描時(shí)需點(diǎn)亮的數(shù)碼管uchardis_buff[]={0xff,0xff,0xff}; //定義段碼緩沖數(shù)組uinttime,distance,i; //定義接收時(shí)間與距離變量bitrec_flag; //定義接受成功標(biāo)志位uchark,j,number; //定義脈沖個(gè)數(shù)與位選控制變量voidbaojing();//延時(shí)程序voiddelay(uintx){uinti,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=124;j>0;j--);}//主程序

voidmain(){ TMOD=0x21; //T1為8位自動(dòng)重裝模式

TH0=0x00; //65ms計(jì)數(shù)初值

TL0=0x00; TH1=0xf4; //12us計(jì)數(shù)初值

TL1=0xf4; PX0=1; PT1=1; ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1) {dis_buff[2]=num_table[distance/100]; dis_buff[1]=num_table[distance%100/10]; dis_buff[0]=num_table[distance%10]; display(); if(rec_flag) { rec_flag=0; delay(400);//測(cè)量間隔控制（約4*100=400MS）

display(); EA=1; TR0=1; } }}//顯示子程序voiddisplay(){for(number=0;number<3;number++){P0=dis_buff[number];segce=1; segce=0;P0=sled_lighten_table[number];digce=1;digce=0;delay(5);}if(distance<50){baojing();}}voidbaojing(){OE=0;P0=0;OUT1=1;for(i=0;i<200;i++)//喇叭發(fā)聲的時(shí)間循環(huán)，改變大小可以改變發(fā)聲時(shí)間長(zhǎng)短

{delay(5);//參數(shù)決定發(fā)生頻率

test=!test;}test=1;//喇叭停止工作，間歇的時(shí)間

OUT1=0;