超聲波數(shù)字測距儀設(shè)計報告及高考語文試卷

-49-目錄摘要TOC\o"1-3"\h\z\u87301.緒論 5289031.1課題背景，目的和意義 5211361.2超聲波測距儀的現(xiàn)狀和發(fā)展 5322791.2.1發(fā)展歷史 566331.2.2研究現(xiàn)狀 7316011.3基于單片機的超聲波測距系統(tǒng) 7182561.4課題主要內(nèi)容 892092.超聲波測距原理概述 9225562.1超聲波傳感器 10318812.1.1超聲波發(fā)生器 10120822.1.2超聲波接受傳感器 10205072.1.3顯示單元選擇 11144972.1.4壓電式超聲波發(fā)生器原理 11316112.1.5單片機超聲波測距系統(tǒng)構(gòu)成 12253733.設(shè)計方案 13274793.1AT89S51單片機 14261713.2超聲波測距系統(tǒng)構(gòu)成 1720573.2.1超聲波測距單片機系統(tǒng) 18173083.2.2超聲波發(fā)射、接收電路 18257543.2.3顯示電路 2088133.2.4供電電路 20293743.2.5報警輸出電路 21245454.系統(tǒng)軟件設(shè)計 23194244.1主程序設(shè)計 23175614.3超聲波測距程序流程圖

26244474.4超聲波測距程子序流程圖 2735955.調(diào)試及性能分析 2864965.1調(diào)試步驟 28134175.2性能分析 2826211參考文獻 294635致謝 302567附錄一：基于AT89S51單片機超聲波測距系統(tǒng)電原理圖 3128823附錄二基于AT89S51單片機超聲波測距系統(tǒng)PCB圖 3114687附錄三基于AT89S51單片機超聲波測距系統(tǒng)焊接組裝圖 3329522附錄四基于AT89S51單片機超聲波測距系統(tǒng)C語言原程序 3411141附錄五元件清單 481.緒論傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)包括計算機技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)，計算機技術(shù)相當(dāng)于人的大腦，通信相當(dāng)于人的神經(jīng)，而傳感器就相當(dāng)于人的感官。比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等等，其中，超聲波傳感器在測量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。利用單片機控制超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且測量精度較高。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來，超聲波測距儀作為一種新型的非常重要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，以滿足日益發(fā)展的社會需求。隨著測距儀的技術(shù)進步，測距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀里，面貌一新的測距儀將發(fā)揮更大的作用。超聲波測距系統(tǒng)主要應(yīng)用于汽車的倒車雷達、機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場例如：液位、井深、管道長度等場合。因此研究超聲波測距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實意義。對本課題的研究與設(shè)計，還能進一步提高自己的電路設(shè)計水平，深入對單片機的理解和應(yīng)用。我國，關(guān)于超聲的大規(guī)模研究始于1956年。迄今，在超聲的各個領(lǐng)域都開展了研究和應(yīng)用，其中有少數(shù)項目已接近或達到了國際水平。中國測試技術(shù)研究所李茂山在《超聲波測距原理及實踐技術(shù)》中詳細地闡述了超聲波的測距原理，并給出了實現(xiàn)超聲波測距的具體框圖，并討論了影響超聲波測距精度的幾種原因。在本文中，他并未提及超聲波測距所需的一些具體電路，只是給出了測距一般所需的電路名稱，沒有提及各種電路間的匹配。2021年，曼內(nèi)斯德馬泰克(秦皇島)推出了一種數(shù)字式超聲波位移測量儀，李忠杰在《數(shù)字式超聲波位移測量儀的研究》一文中介紹了這種數(shù)字式超聲波位移測量儀的結(jié)構(gòu)，工作原理和功能，其數(shù)據(jù)處理借助于單板機，給出了程序框圖，對儀表的各部分硬件電路做了較詳細的說明，并列出了部分儀表的實測數(shù)據(jù)，并分析了誤差產(chǎn)生的原因。在此文中，給出了超聲波測距儀在對液壓缸位移進行測量時與其它位移傳感器的優(yōu)勢所在，并給出了單片機的程序框圖。中國科學(xué)院上海聲學(xué)實驗室的王潤田在《雙頻超聲波測距》一文中提出了一種雙頻超聲波測距的原理和方法，由于空氣對超聲波的吸收與超聲波的平方成正比，因此，用來測距的超聲波的頻率不能很高，但另一方面頻率越低，波長越長，測長的絕對誤差就越大，測距的范圍加大與測量精度實際上是一對矛盾。王潤田提出，為了在一個較長的范圍內(nèi)達到測距的精度，在測距時同時發(fā)射兩個頻率的超聲波，頻率較大的測較近的距離，頻率較小的測較長的距離，這樣在較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)較高的測距精度。而國外關(guān)于超聲波測距研究的主力是萊卡公司。1996萊卡Power型迪士通在日光下也能進行長距離測量。2021萊卡迪士通推出basic型產(chǎn)品。作為第二代的迪士通，它不僅代表了新的技術(shù)飛躍，在設(shè)計上也躍上新的臺階：多功能底座、電池供電、快速測距等無不體現(xiàn)了萊卡對創(chuàng)新的執(zhí)著。

2021萊卡迪士通推出memo和pro型，增加了數(shù)據(jù)存儲功能和應(yīng)用程序。再次引發(fā)測量技術(shù)革命。迪士通memo型能存儲1000個測量值，實現(xiàn)智能化的測量，pro型則答應(yīng)應(yīng)用相關(guān)的程序進行高精密測量，成為萊卡迪士通家族中頂級的手持激光產(chǎn)品。帶內(nèi)存的pro不光能直接用于測量，也能進行聯(lián)機操作。

2021萊卡迪士通第三代classic產(chǎn)品誕生。萊卡測量系統(tǒng)的手持激光測距儀取得了新的技術(shù)突破。classic3取代basic，仍舊沿襲著手持測距技術(shù)世界領(lǐng)先的地位。它保留了basic型諸如可靠、易于使用、精度高等使之成為行業(yè)首選產(chǎn)品的知名性能，又取得了要害性的進步：體積更小、重量更輕、測距更快和價格更優(yōu)。耐用、防水的classic3堪稱30m到100m乃至更遠距離測量應(yīng)用的理想工具。2021創(chuàng)新不斷，萊卡測量系統(tǒng)又創(chuàng)立了新的技術(shù)標準，率先在手持激光測距儀上采用字母數(shù)字單片機畢業(yè)論文式混合鍵盤。新一代迪士通成為迪士通發(fā)展歷程上新的里程碑。它包括四類產(chǎn)品：萊卡迪士通lite、迪士通classic4、迪士通pro4和迪士通pro4a。

2021測量從未如此簡單！萊卡測量系統(tǒng)推向市場的第五代迪士通產(chǎn)品中，新增了兩款獨特的型號，萊卡迪士通lite5和classci5。一鍵按發(fā)使測量變得前所未及的簡單便捷，在0.2m到200m之間，單次測量時間用不到1秒！用lite5，每項工作如測距、計算面積或體積都能用已明確定義的按鍵容易實現(xiàn)。classic5則以輕觸式的鍵盤和為方便長距離測量而內(nèi)置的望遠鏡給人留下深刻印象。事實上，作為多年的市場領(lǐng)先者，萊卡測量系統(tǒng)深得信賴。隨著電子技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了微波雷達測距、激光測距及超聲波測距。前2種方法由于技術(shù)難度大成本高一般僅用于軍事工業(yè)而超聲波測距則由于其技術(shù)難度相對較低且成本低廉適于民用推廣。這項技術(shù)也可用于工業(yè)測量領(lǐng)域。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波常常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。隨著自動測量和微機技術(shù)的發(fā)展，超聲波測距的理論已經(jīng)成熟，超聲波測距的應(yīng)用也非常廣泛。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法，它不受光芒、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。因此在液位測量、機單片機畢業(yè)論文械手控制、車輛自動導(dǎo)航、物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。特殊是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很輕易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其正確度也較其它方法為高；而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號處理可靠等特點。因此本設(shè)計也是利用超聲波來測量距離。基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)，是利用單片機編程產(chǎn)生頻率為40kHz的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動電路放大，使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩，發(fā)射超聲波。超聲波波經(jīng)反射物反射回來后，由傳感器接收端接收，再經(jīng)接收電路放大、整形，控制單片機中斷口。其系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。圖1-1基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)框圖這種以單片機為核心的超聲波測距系統(tǒng)通過單片機記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。當(dāng)收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在單片機的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離，結(jié)果輸出給LED顯示。利用單片機準確計時，測距精度高，而且單片機控制方便，計算簡單。許多超聲波測距系統(tǒng)都采用這種設(shè)計方法。通過上節(jié)介紹我們知道，以單片機為核心的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計簡單、方便，而且測精度能達到工業(yè)要求。本課題研究的測距系統(tǒng)就是用單片機控制的。超聲波是指頻率高于20KHz的機械波。為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超生波和接收超聲波。完成這種功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。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。通過超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，單片機在發(fā)射時刻同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即反射回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為V，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離。本系統(tǒng)利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時。系統(tǒng)定時發(fā)射超聲波，在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內(nèi)部的定時器，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。當(dāng)收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，單片機檢測到這個負跳變信號后，停止內(nèi)部計時器記時，讀取時間，計算距離,測量結(jié)果輸出給LED顯示。利用本測距系統(tǒng)測量范圍應(yīng)在40cm～1000cm，其誤差1cm。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用。2.超聲波測距原理概述超聲波是由機械振動產(chǎn)生的,可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法，它不受光線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。因此在液位測量、機械手控制、車輛自動導(dǎo)航、物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。特別是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準確度也較其它方法為高;而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號處理可靠等特點。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求。超聲波測距的方法有多種，如相位檢測法、聲波幅值檢測法和渡越時間檢測法等。相位檢測法雖然精度高，但檢測范圍有限;聲波幅值檢測法易受反射波的影響。本測距系統(tǒng)采用超聲波渡越時間檢測法。其原理為:檢測從超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波，經(jīng)氣體介質(zhì)的傳播到接收器的時間，即渡越時間。渡越時間與氣體中的聲速相乘，就是聲波傳輸?shù)木嚯x。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時單片機開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。再由單機計算出距離，送LED數(shù)碼管顯示測量結(jié)果。超聲波在空氣中的傳播速度隨溫度變化，其對應(yīng)值如表2-1，根據(jù)計時器記錄的時間t(見圖2-1)，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即:s=vt/2。表2-1聲速與溫度的關(guān)系溫度(℃)－30－20－100102030100聲速(m/s)313319325323338344349386

圖2-1超聲波測距時序圖2.1超聲波傳感器2.1.1超聲波發(fā)生器為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器。總體上講，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，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(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。2.1.2超聲波接受傳感器超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標包括：工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設(shè)備。靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。因此超聲波接受傳感器應(yīng)該應(yīng)用集成電路CX20216A，CX20216A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路(如圖2-3)。實驗證明用CX20216A接收超聲波(無信號時輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強的抗干擾能力。適當(dāng)更改電容CS的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。此部分電路在集成芯片上2.1.3顯示單元選擇顯示單元是計算機系統(tǒng)開發(fā)時使用的主要設(shè)備之一，它可將計算機的運算結(jié)果、中間結(jié)果、存儲器地址以及存儲器、寄存器中的內(nèi)容顯示出來，從而實現(xiàn)人機對話?？梢宰鲲@示器的有：LED,LCD,CRT等。CRT就是常見的顯像管式的顯示器。優(yōu)點是顏色視覺效果好，視角寬，可靠性高，便宜；缺點是體積大耗電多，有微量的X射線輻射。LED就是發(fā)光二極管。LED一般適合做大屏幕的顯示設(shè)備，最突出的有點那就是屏幕尺寸可以不受限制，亮度可以做的很高，其他的如顯色性、對比度等都不如CRT顯示器。但是考慮到本設(shè)計需要顯示測量距離，補償溫度以及危險，保持，安全等警告信號。所以選擇采用128*64液晶模塊。2.1.4壓電式超聲波發(fā)生器原理壓電型超聲波傳感器的工作原理：它是利用壓電效應(yīng)的原理，壓電效應(yīng)有逆效應(yīng)和順效應(yīng)，超聲波傳感器是可逆元件，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應(yīng)的原理。所謂壓電逆效應(yīng)如圖2-2所示，是在壓電元件上施加電壓，元件就變形，即稱應(yīng)變。若在圖a所示的已極化的壓電陶瓷上施加如圖b所示極性的電壓，外部正電荷與壓電陶瓷的極化正電荷相斥，同時，外部負電荷與極化負電荷相斥。由于相斥的作用，壓電陶瓷在厚度方向上縮短，在長度方向上伸長。若外部施加的極性變反，如圖c所示那樣，壓電陶瓷在厚度方向上伸長，在長度方向上縮短。2.1.5單片機超聲波測距系統(tǒng)構(gòu)成單片機AT89S51發(fā)出短暫的40kHz信號，經(jīng)放大后通過超聲波換能器輸出；反射后的超聲波經(jīng)超聲波換能器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對此信號鎖定，產(chǎn)生鎖定信號啟動單片機中斷程序，讀出時間t，再由系統(tǒng)軟件對其進行計算、判別后，相應(yīng)的計算結(jié)果被送至LED數(shù)碼管進行顯示。限制超聲波系統(tǒng)的最大可測距離存在四個因素：超聲波的幅度、反射物的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小可測距離。開始測量開始測量超聲波信號開定時器關(guān)定時器數(shù)據(jù)運算顯示器接收檢測電聲換能器電聲換能器驅(qū)動電路圖2-3超聲波測距系統(tǒng)框圖3.設(shè)計方案按照系統(tǒng)設(shè)計的功能的要求，初步確定設(shè)計系統(tǒng)由單片機主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個模塊組成。單片機主控芯片使用51系列AT89S51單片機，該單片機工作性能穩(wěn)定，同時也是在單片機課程設(shè)計中經(jīng)常使用到的控制芯片。發(fā)射電路由單片機輸出端直接驅(qū)動超聲波發(fā)送。接收電路使用三極管組成的放大電路，該電路簡單，調(diào)試工作小較小。超聲波接收模塊超聲波接收模塊超聲波發(fā)射模塊單片機控制系統(tǒng)（AT89S51）顯示模塊鍵盤模塊供電單元圖3-1：系統(tǒng)設(shè)計框圖硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路、報警輸出電路、供電電路等幾部分。單片機采用AT89S51，系統(tǒng)晶振采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機用P2.7端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號，P3.5端口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的3位共陽LED數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機的P2口，位碼輸出端口分別為單片機的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動。3.1AT89S51單片機AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)：·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容·4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲器·1000次擦寫周期·4.0－5.5V的工作電壓范圍·全靜態(tài)工作模式：0Hz－33MHz·三級程序加密鎖·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM·32個可編程I／O口線·2個16位定時／計數(shù)器·6個中斷源·全雙工串行UART通道·低功耗空閑和掉電模式·中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)·看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針·掉電標識和快速編程特性·靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁寫模式）圖2.1-1AT89S51的外形圖功能特性概述：AT89S51提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I／O口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時／計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時／計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。引腳功能說明·Vcc：電源電壓·GND：地·P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I／0口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在F1ash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻?！1口：Pl是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。Flash編程和程序校驗期間，Pl接收低8位地址。端口引腳第二功能：P1.5MOSI（用于ISP編程）P1.6MISO（用于ISP編程）P1.7SCK（用于ISP編程）·P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX@Ri指令）時，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。·P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／0口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“l(fā)”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。AT89S51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容Cl、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，推薦電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器選擇40pF±10F。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖5右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。圖3-2為晶體接線圖和外接時鐘線路圖。石英晶體時：C1，C2＝30pF±10pF外部時鐘驅(qū)動電路陶瓷濾波器：C1，C2＝40pF±10pF圖3-2內(nèi)部振蕩電路3.2超聲波測距系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)由單片機AT89S51控制，包括單片機系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成，如圖3-1所示。硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。單片機采用AT89S51。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機用P2.7端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號，P3.5端口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的3位共陽LED數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機的P2口，位碼輸出端口分別為單片機的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動。超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過接收電路處理后，向單片機P3.5輸入一個低電平脈沖。單片機控制著超聲波的發(fā)送，超聲波發(fā)送完畢后，立即啟動內(nèi)部計時器T0計時，當(dāng)檢測到P3.5由高電平變?yōu)榈碗娖胶螅⒓赐Ｖ箖?nèi)部計時器計時。單片機將測得的時間與聲速相乘再除以2即可得到測量值，最后經(jīng)3位數(shù)碼管將測得的結(jié)果顯示出來。3.2.1超聲波測距單片機系統(tǒng)超聲波測距單片機系統(tǒng)主要由：AT89S51單片機、晶振、復(fù)位電路、電源濾波部份構(gòu)成。由K1，K2組成測距系統(tǒng)的按鍵電路。用于設(shè)定超聲波測距報警值。如圖3-3。圖3-3：超聲波測距單片機系統(tǒng)3.2.2超聲波發(fā)射、接收電路超聲波發(fā)射如圖3-4，接收電路如圖3-5。超聲波發(fā)射電路由電阻R1、三極管BG1、超聲波脈沖變壓器B及超聲波發(fā)送頭T40構(gòu)成，超聲波脈沖變壓器，在這里的作用是提高加載到超聲波發(fā)送頭兩產(chǎn)端的電壓，以提高超聲波的發(fā)射功率，從而提高測量距離。接收電路由BG1、BG2組成的兩組三級管放大電路構(gòu)成；超聲波的檢波電路、比較整形電路由C7、D1、D2及BG3組成。40kHz的方波由AT89S51單片機的P2.7輸出，經(jīng)BG1推動超聲波脈沖變壓器，在脈沖變壓器次級形成60VPP的電壓，加載到超聲波發(fā)送頭上，驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。發(fā)送出的超聲波，遇到障礙物后，產(chǎn)生回波，反射回來的回波由超聲波接收頭接收到。由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負跳變，輸入單片機的P3腳。圖3-4：超聲波測距發(fā)送單元該測距電路的40kHz方波信號由單片機AT89S51的P2.7發(fā)出。方波的周期為1/40ms，即25μs，半周期為12.5μs。每隔半周期時間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生40kHz方波。由于單片機系統(tǒng)的晶振為12M晶振，因而單片機的時間分辨率是1μs，所以只能產(chǎn)生半周期為12μs或13μs的方波信號，頻率分別為41.67kHz和38.46kHz。本系統(tǒng)在編程時選用了后者，讓單片機產(chǎn)生約38.46kHz的方波。圖3-5：超聲波測距接收單元由于反射回來的超聲波信號非常微弱，所以接收電路需要將其進行放大。接收電路如圖3-5所示。接收到的信號加到BG1、BG2組成的兩級放大器上進行放大。每級放大器的放大倍數(shù)為70倍。放大的信號通過檢波電路得到解調(diào)后的信號，即把多個脈沖波解調(diào)成多個大脈沖波。這里使用的是IN4148檢波二極管，輸出的直流信號即兩二極管之間電容電壓。該接收電路結(jié)構(gòu)簡單，性能較好，制作難度小。3.2.3顯示電路本系統(tǒng)采用三位一體LED數(shù)碼管顯示所測距離值，如圖3-6。數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示，段碼輸出端口為單片機的P2口，位碼輸出端口分別為單片機的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動。圖3-6：顯示單元圖3.2.4供電電路本測距系統(tǒng)由于采用的是LED數(shù)碼管用為顯示方式，正常工作時，系統(tǒng)工作電流約為30-45mA，為保證系統(tǒng)統(tǒng)計的可靠正常工作，系統(tǒng)的供電方式主要交流AC6-9伏，同時為調(diào)試系統(tǒng)方便，供電方式考慮了第二種方式，即由USB口供電，調(diào)試時直接由電腦USB口供電。6伏交流是經(jīng)過整流二極管D1-D4整流成脈動直流后，經(jīng)慮波電容C1慮波后形成直流電，為保證單片機系統(tǒng)的可電，供電路中由5伏的三端稱壓集成電路進行穩(wěn)壓后輸出5伏的真流電供整個系統(tǒng)用電，為進一步提高電源質(zhì)量，5伏的直流電再次經(jīng)過C3、C4濾波。圖3-7：供電單元電路圖3.2.5報警輸出電路為提高測測距系統(tǒng)的實用性，本測距系統(tǒng)的報警輸出提供開關(guān)量信號及聲響信號兩種方式。方式一：報警信號由單片機P3.1端口輸出，繼電器輸出，可驅(qū)動較大的負載，電路由電阻R6、三極管BG9、繼電器JDQ組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，繼電器吸合，測量值高于設(shè)定的報警值時，繼電器斷開。方式二：報警信號由單片機P0.2口輸出，提供聲響報警信號，電路由電阻R7、三極管BG8、蜂鳴器BY組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，蜂鳴器發(fā)出“滴、滴、滴…..”報警聲響信號，測量值高于設(shè)定的報警值時，停止發(fā)出報警聲響。報警輸出電路如圖3-8。圖3-8報警輸出電路4.系統(tǒng)軟件設(shè)計超聲波測距的軟件設(shè)計主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收程序及顯示子程序組成。超聲波測距的程序既有較復(fù)雜的計算（計算距離時），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言編程。

主程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時器0為計數(shù)，設(shè)定時器1定時。置位總中斷允許位EA。進行程序主程序后，進行定時測距判斷，當(dāng)測距標志位ec=1時，測量一次，程序設(shè)計中，超聲波測距頻度是4-5次/秒。測距間隔中，整個程序主要進行循環(huán)顯示測量結(jié)果。當(dāng)調(diào)用超聲波測距子程序后，首先由單片機產(chǎn)生4個頻率為38.46kHz超聲波脈沖，加載的超聲波發(fā)送頭上。超聲波頭發(fā)送完送超聲波后，立即啟動內(nèi)部計時器T0進行計時，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時，單片機需要延時約1.5-2ms時間（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因，稱之為盲區(qū)值）后，才啟動對單片機P3.5腳的電平判斷程序。當(dāng)檢測到P3.5腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電平時，立即停止T0計時。由于采用單片機采用的是12MHz的晶振，計時器每計一個數(shù)就是1μs，當(dāng)超聲波測距子程序檢測到接收成功的標志位后，將計數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來回所用的時間）按式（2）計算，即可得被測物體與測距儀之間的距離。設(shè)計時取15℃時的聲速為340m/s則有：

d=(c×t)/2=172×T0/10000cm其中，T0為計數(shù)器T0的計算值。

測出距離后結(jié)果將以十進制BCD碼方式送往LED顯示約0.5s，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測量過程。

voidwdzh(){ TR0=0; TH1=0x00; TL1=0x00; csbint=1; sx=0; delay(1700); csbfs(); csbout=1; TR1=1; i=yzsj; while(i--) { } i=0; while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波 { i++; if(i>=3300) csbint=0; } TR1=0; s=TH1; s=s*256+TL1; TR0=1; csbint=1; jsz=s*csbc; //計算測量結(jié)果 jsz=jsz/2;}產(chǎn)生超聲波的子程序：為了方便程序移置及準確產(chǎn)生超聲波信號，本測距的超聲波產(chǎn)生程序是用匯編語言編寫的進退聲波產(chǎn)生程序。產(chǎn)生的超聲波個數(shù)為 UCSBFSSEGMENTCODE RSEGUCSBFS PUBLICCSBFSCSBFS: movR6,#8h;超聲波發(fā)射的完整波形個數(shù)：共計四個here: cplp2.7;輸出40kHz方波nopnopnopnopnopnopnopnopnopdjnzR6,here RET END YYN=N0=0=1開始初始化測量標志啟動定時器超聲波測距距離>上限值距離<盲區(qū)值===顯示值=CCC顯示值=---測量段碼轉(zhuǎn)換顯示設(shè)定段碼轉(zhuǎn)換距離<報警值===報警輸出=NYY標志=1?發(fā)送超聲波延時避開盲區(qū)收到回波否？預(yù)設(shè)時間？啟動計時器T0停止計時計算測量值超聲波測距結(jié)束NNYYN5.調(diào)試及性能分析5.1調(diào)試步驟我們的步驟是先焊接各個模塊，焊接完每個模塊以后，再進行模塊的單獨測試，以確保在整個系統(tǒng)焊接完能正常的工作，原件安裝完畢后，將寫好程序的AT89S51機裝到測距板上，通電后將測距板的超聲波頭對著墻面往復(fù)移動，看數(shù)碼管的顯示結(jié)果會不會變化，在測量范圍內(nèi)能否正常顯示。如果一直顯示“---”，則需將下限值增大。本測距板1s測量4-5次，超聲波發(fā)送功率較大時，測量距離遠，則相應(yīng)的下限值（盲區(qū)）應(yīng)設(shè)置為高值。試驗板中的聲速沒有進行溫度補償，聲速值為340m/s，該值為15℃時的超聲波值。 5.2性能分析從實物測試的總體來說本測距板基本上達到了要求，理想上超聲波測距能達到500到700厘左右，而我們所能實現(xiàn)的最大距離只有699厘，測量結(jié)果受環(huán)境溫度影響。分析原因如下：1.超聲波發(fā)射部份由電阻R1、三極管BG1、超聲波脈沖變壓器B及超聲波發(fā)送頭T40構(gòu)成，以提高超聲波的發(fā)射功率，從面提高測量距離。這種方式，加大的超聲波了送頭的余振時間，造成超聲波測距盲區(qū)值較大（本系統(tǒng)盲區(qū)值為40厘米）。2.本測距板沒有設(shè)計溫度補償對測量結(jié)果進行修正。但在硬件的PCB上預(yù)留的位置。趙建領(lǐng)薛園園51單片機開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解北京:電子工業(yè)出版社,2021沈紅衛(wèi).基于單片機智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).北京:電子工業(yè)出版社,2021楊國田白焰董玲51單片機實用C語言程序設(shè)計中國電力出版社2021李群芳,黃建.單片機微型計算機與接口技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2021樓然苗、李光飛.51系列單片機設(shè)計實例.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2021王守中51單片機開發(fā)入門與典型實例.北京：人民郵電出版社，2021本項目是在張蓓老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師為我們的項目從選題到整體思路以及實施都進行了把關(guān)和出謀劃策，指導(dǎo)了我們的設(shè)計的結(jié)構(gòu)、思路、同時提供了一些專業(yè)知識的幫助,從電路的設(shè)計到調(diào)試整個過程中，我們從張蓓老師那里學(xué)會了很多專業(yè)方面的知識，使我們的項目能夠順利完成。在此對老師的幫助與教導(dǎo)致以最誠摯的謝意。另外要感謝北京科技大學(xué)，感謝自然科學(xué)實驗中心為我們提供良好的研究環(huán)境與機會，并資助我們完成調(diào)研項目。也對我們這個精誠合作，努力工作的創(chuàng)新項目小組的成員們互道謝意。最后要感謝創(chuàng)新項目評委組的老師們，你們提出的寶貴意見是我們更好的完成創(chuàng)新項目的動力。//////////////////////////////////////////////////////////////AT89S51超聲波測距系統(tǒng)////賈源////2021年4月////QQ：1211716/////////////晶振：12M////系統(tǒng)盲區(qū)值：40厘米////測量上限：699厘米//////////////////////////////////////////////////////////////#include<REGX51.H>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definek1P3_7 //k1功能鍵#definek2P3_6 //k2數(shù)值調(diào)整鍵#definebjhP3_1 //定值輸出#definesxP0_2//報警值輸出（聲音）#definecsboutP2_7 //超聲波發(fā)送#definecsbintP3_5 //超聲波接收ucharec,cls;cs;xl,mq,xm0,xm1,xm2,sec20,sec,sec1,buffer[3],BitCounter,temp,Number[8]={1,2,3,4,5,6,7,8};uchartemp1,convert[10]={0x81,0xED,0xA2,0xA8,0xCC,0x98,0x90,0xAD,0x80,0x88};//0~9段碼uintzzz,dz,zzbl,i,jsz,yzsj,kk,s,ss;staticucharbdatake,kw; //可位尋址的狀態(tài)寄存器floatcsbc,wdz;sbitLED1=P3^4; //數(shù)碼管位驅(qū)動sbitLED2=P3^2; //數(shù)碼管位驅(qū)動sbitLED3=P3^3; //數(shù)碼管位驅(qū)動sbitk11=ke^0;sbitk12=ke^1;sbitk22=ke^2;sbitk21=ke^3;sbitb=ke^4;sbitc=ke^5;sbitd=ke^6;sbite=ke^7;sbitw=kw^0;sbitzj1=kw^1;sbitzj2=kw^2;voiddelay(i); //延時函數(shù)voidscanLED(); //顯示函數(shù)voidtimeToBuffer(); //顯示轉(zhuǎn)換函數(shù)voidtime();voidjpcl();voidjy();voidwdzh();voidbgcl();voidjpzcx();voidmqjs();voidcsbfs();voidcsbsc();voidclcs();voidoffmsd();voidmain(){ EA=1; //開中斷 TMOD=0x11; //設(shè)定時器0為計數(shù)，設(shè)定時器1定時 ET0=1; //定時器0中斷允許 TH0=0xD8; TL0=0xF0; //設(shè)定時值為20210us（20ms） TR0=1; csbout=1; d=0; TR1=0;temp1=15; zzz=699; mq=40;dz=100; cls=5; xl=temp1;csbsc(); mqjs();//盲區(qū)設(shè)定 k12=1; k1=1; k2=1; k22=1; bjh=1; d=1; sx=0; clcs();//測量次數(shù) while(1) { if(ec==1) { ec=0; wdzh();//調(diào)用超聲波測量 } bgcl();//調(diào)用報警處理程序 timeToBuffer(); //調(diào)用轉(zhuǎn)換段碼功能模塊 offmsd();//調(diào)用顯示轉(zhuǎn)換程序 scanLED(); //調(diào)用顯示函數(shù) if(jsz<dz) //判斷是否達到報警值 { if(e==1){ sx=1;//發(fā)出聲響 } elsesx=0; } else{sx=0;} jpcl();//調(diào)用按鍵處理程序 }}voiddelay(i) //延時子程序 {while(--i);}voidscanLED() //顯示功能模塊{ P2=buffer[2]; LED1=0; delay(1); LED1=1; delay(50); P2=buffer[1]; LED2=0; delay(1); LED2=1; delay(50); P2=buffer[0]; LED3=0; delay(1); LED3=1; delay(50);}voidtimeToBuffer() //轉(zhuǎn)換段碼功能模塊{ if(jsz>zzz) { buffer[0]=0x93; buffer[1]=0x93; buffer[2]=0x93; } elseif(jsz<mq) { buffer[0]=0xFE; buffer[1]=0xFE; buffer[2]=0xFE; } else { xm0=jsz/100; xm1=(jsz-xm0*100)/10; xm2=jsz-xm0*100-xm1*10; buffer[0]=convert[xm2]; buffer[1]=convert[xm1]; buffer[2]=convert[xm0]; if(buffer[2]==0x81) { buffer[2]=0xFF; } }}voidKeyAndDis_Time0(void)interrupt1using1 //定時器0中斷外理,鍵掃描和顯示{ TR0=0; TH0=0xD8; TL0=0xF0; TR0=1; time();}voidtime() //計時處理模塊{ sec20++; if(sec20>=cs) //50*10ms=0.5s { sec20=0; ec++; e=~e;if(ec>3){ec=0;} } sec1++; if(sec1>100) { sec1=0;sec++; //秒計時if(sec>=3) { sec=0; } }}voidjpcl()//按鍵處理程序{ k11=k1; if(!k12&&k11){ b=1; } k12=k11; k11=k1; k21=k2; if(b==1) { sx=0; while(b) { buffer[0]=0x84; buffer[1]=0x84; buffer[2]=0x84; sec=0; c=0; while(!c) { if(sec>=2) c=1; scanLED(); } c=0; zzbl=jsz; jsz=dz; timeToBuffer(); jpzcx(); dz=kk;if(dz>699)dz=200; if(dz<35) dz=35; mq=ss; jsz=zzbl; buffer[1]=convert[xm2]; } }}voidjpzcx()//按鍵子程序{ while(!c) { k11=k1; scanLED(); if(!k12&&k11) c=1; k12=k11; } c=0; while(!c) { k11=k1; k21=k2; if(!k22&k21) {xm0++; if(xm0>6) xm0=0; } if(e==1) buffer[2]=0xFF; elsebuffer[2]=convert[xm0]; scanLED(); if(!k12&&k11) c=1; k22=k21; k12=k11; } buffer[2]=convert[xm0]; c=0; while(!c) { k11=k1; k21=k2; if(!k22&k21) { xm1++; if(xm1>9) xm1=0; } if(e==1) buffer[1]=0xFF; elsebuffer[1]=convert[xm1]; scanLED(); if(!k12&&k11) c=1; k22=k21; k12=k11; } buffer[1]=convert[xm1]; c=0; while(!c) { k11=k1; k21=k2; if(!k22&k21) { xm2++; if(xm2>9) xm2=0; } if(e==1) buffer[0]=0xFF; elsebuffer[0]=convert[xm2]; scanLED(); if(!k12&&k11) { c=1; b=0; kk=xm0*100+xm1*10+xm2; } k22=k21; k12=k11; }}voidwdzh(){ TR0=0; TH1=0x00; TL1=0x00; csbint=1; sx=0; delay(1700); csbfs(); csbout=1; TR1=1; i=yzsj; while(i--) { } i=0; while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波 { i++; if(i>=3300) csbint=0; } TR1=0; s=TH1; s=s*256+TL1; TR0=1; csbint=1; jsz=s*csbc; //計算測量結(jié)果 jsz=jsz/2;} voidbgcl(){ if(jsz<dz) { bjh=0; } else { bjh=1; } }voidmqjs(){ yzsj=260; }voidcsbsc(){ csbc=0.034;}voidclcs(){cs=100/4;//測量2次/秒}voidoffmsd() //百位為數(shù)0判斷模塊{if(buffer[2]==0x81) //如果值為零時百位不顯示buffer[2]=0xff;}編號型號、規(guī)格描述數(shù)量編號型號、規(guī)格描述數(shù)量R14.7k1/4W電阻器1C1220uF電解電容器1R24.7k1/4W電阻器1C2104瓷片電容器1R3150k1/4W電阻器1C3220uF電解電容器1R44.7k1/4W電阻器1C4104瓷片電容器1R5150k1/4W電阻器1C530pF瓷片電容器1R64.7k1/4W電阻器1C630pF瓷片電容器1R74.7k1/4W電阻器1C7104瓷片電容器1R810k1/4W電阻器1C8104瓷片電容器1R94.7k1/4W電阻器1C910uF電解電容器1R104.7k1/4W電阻器1IC1AT89S52單片機1R114.7k1/4W電阻器1IC37805三端穩(wěn)壓器1R124.7k1/4W電阻器1Y112MHz晶振1BYBEEP5V有源蜂鳴器1USBUSBUSB接口1K1SW-0606輕觸銨鈕1TT40-16T傳聲波傳感器1K2SW-0606輕觸銨鈕1RT40-16R傳聲波傳感器1BG19012PNP1D11N4007整流二極管1BG29013NPN1D21N4007整流二極管1BG39013NPN1D31N4007整流二極管1BG49013NPN1D41N4007整流二極管1BG59012PNP1D5IN4148開關(guān)二極管1BG69012PNP1D6IN4148開關(guān)二極管1BG79012PNP1D71N4007整流二極管1BG89013NPN1JP116176-b接插件1BG99012PNP1JP2DG7.62-2P接插件2JDQHRS1H-S5VDC繼電器1B7M-7.6高頻變壓器1LEDHS310561K三位數(shù)碼管1

高考語文試卷一、語言文字運用（15分）1．在下面一段話的空缺處依次填入詞語，最恰當(dāng)?shù)囊唤M是（3分）提到桃花源，許多人會聯(lián)想到瓦爾登湖。真實的瓦爾登湖，早已成為▲的觀光勝地，梭羅的小木屋前也經(jīng)常聚集著▲的游客，不復(fù)有隱居之地的氣息。然而虛構(gòu)的桃花源一直就在我們的心中，哪怕▲在人潮洶涌的現(xiàn)代城市，也可以獲得心靈的寧靜。A．名聞遐邇聞風(fēng)而至雜居 B．名噪一時聞風(fēng)而至棲居C．名噪一時紛至沓來雜居 D．名聞遐邇紛至沓來棲居2．在下面一段文字橫線處填入語句，銜接最恰當(dāng)?shù)囊豁検牵?分）在南方，芭蕉栽植容易，幾乎四季常青?！劣谠掠辰队啊⒀簹埲~，那更是詩人畫家所向往的了。①它覆蓋面積大，吸收熱量大，葉子濕度大。②古人在走廊或書房邊種上芭蕉，稱為蕉廊、蕉房，饒有詩意。③因此蕉陰之下，是最舒適的小坐閑談之處。④在旁邊配上幾竿竹，點上一塊石，真像一幅元人的小景。⑤在夏日是清涼世界，在秋天是分綠上窗。⑥小雨乍到，點滴醒人；斜陽初過，青翠照眼。A．①③②④⑥⑤ B．①④②③⑥⑤C．②①④③⑤⑥ D．②③④①⑤⑥3．下列詩句與“憫農(nóng)館”里展示的勞動場景，對應(yīng)全部正確的一項是（3分）①笑歌聲里輕雷動，一夜連枷響到明②種密移疏綠毯平，行間清淺縠紋生③分疇翠浪走云陣，刺水綠針抽稻芽④陰陰阡陌桑麻暗，軋軋房櫳機杼鳴A．①織布②插秧③車水④打稻 B．①織布②車水③插秧④打稻C．①打稻②插秧③車水④織布D．①打稻②車水③插秧④織布4．閱讀下圖，對VR（即“虛擬現(xiàn)實”）技術(shù)的解說不正確的是一項是（3分）A．VR技術(shù)能提供三個維度的體驗：知覺體驗、行為體驗和精神體驗。 B．現(xiàn)有的VR技術(shù)在精神體驗上發(fā)展較快，而在知覺體驗上發(fā)展較慢。C．VR技術(shù)的未來方向是知覺體驗、行為體驗和精神體驗的均衡發(fā)展。D．期許的VR體驗將極大提高行為體驗的自由度和精神體驗的滿意度。二、文言文閱讀（20分）閱讀下面的文言文，完成5—8題。臨川湯先生傳鄒迪光先生名顯祖，字義仍，別號若士。豫章之臨川人。生而穎異不群。體玉立，眉目朗秀。見者嘖嘖曰：“湯氏寧馨兒。”五歲能屬對。試之即應(yīng)，又試之又應(yīng)，立課數(shù)對無難色。十三歲，就督學(xué)公試，補邑弟子員。每試必雄其曹偶。庚午舉于鄉(xiāng)，年猶弱冠耳。見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者。”丁丑會試，江陵公①屬其私人啖以巍甲而不應(yīng)。曰：“吾不敢從處女子失身也。”公雖一老孝廉乎，而名益鵲起，海內(nèi)之人益以得望見湯先生為幸。至癸未舉進士，而江陵物故矣。諸所為附薰炙者，骎且澌沒矣。公乃自嘆曰：“假令予以依附起，不以依附敗乎？”而時相蒲州、蘇州兩公，其子皆中進士，皆公同門友也。意欲要之入幕，酬以館選，而公率不應(yīng)，亦如其所以拒江陵時者。以樂留都山川，乞得南太常博士。至則閉門距躍，絕不懷半刺津上。擲書萬卷，作蠹魚其中。每至丙夜，聲瑯瑯不輟。家人笑之：“老博士何以書為？”曰：“吾讀吾書，不問博士與不博士也?！睂ひ圆┦哭D(zhuǎn)南祠部郎。部雖無所事事，而公奉職毖慎，謂兩政府進私人而塞言者路，抗疏論之，謫粵之徐聞尉。居久之，轉(zhuǎn)遂昌令。又以礦稅事多所蹠戾②，計偕之日，便向吏部堂告歸。雖主爵留之，典選留之，御史大夫留之，而公浩然長往，神武之冠竟不可挽矣。居家，中丞惠文，郡國守令以下，干旄往往充斥巷左，而多不延接。即有時事，非公憤不及齒頰。人勸之請托，曰：“吾不能以面皮口舌博錢刀，為所不知后人計?！敝复采蠒局骸坝写瞬回氁印！惫跁鵁o所不讀，而尤攻《文選》一書，到掩卷而誦，不訛只字。于詩若文無所不比擬，而尤精西京六朝青蓮少陵氏。公又以其緒余為傳奇，若《紫簫》、《還魂》諸劇，實駕元人而上。每譜一曲，令小史當(dāng)歌，而自為之和，聲振寥廓。識者謂神仙中人云。公與予約游具區(qū)靈巖虎丘諸山川，而不能辦三月糧，逡巡中輟。然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。（選自《湯顯祖詩文集》附錄，有刪節(jié)）[注]①江陵公：指時相張居正，其為江陵人。②蹠戾：乖舛，謬誤。5．對下列加點詞的解釋，不正確的一項是（3分）A．每試必雄其曹偶 雄：稱雄B．酬以館選 酬：應(yīng)酬C．以樂留都山川 樂：喜愛D．為所不知后人計 計：考慮6．下列對原文有關(guān)內(nèi)容的概括和分析，不正確的一項是（3分）A．湯顯祖持身端潔，拒絕了時相張居正的利誘，海內(nèi)士人都以結(jié)識他為榮幸。B．因為上書批評當(dāng)權(quán)者徇私情、塞言路，湯顯祖被貶官至廣東，做了徐聞尉。C．湯顯祖辭官回家后，當(dāng)?shù)毓賳T爭相與他交往，而湯顯祖不為私事開口求人。D．湯顯祖與鄒迪光相約三月份到江南一帶游玩，但沒準備好糧食，因而作罷。7．把文中畫線的句子翻譯成現(xiàn)代漢語。（10分）（1）見者益復(fù)嘖嘖曰：“此兒汗血，可致千里，非僅僅蹀躞康莊也者。”（2）然不自言貧，人亦不盡知公貧。公非自信其心者耶？予雖為之執(zhí)鞭，所忻慕焉。8．請簡要概括湯顯祖讀書為文的特點。（4分）三、古詩詞鑒賞（11分）閱讀下面這首唐詩，完成9—10題。學(xué)諸進士作精衛(wèi)銜石填海韓愈鳥有償冤者，終年抱寸誠。口銜山石細，心望海波平。渺渺功難見，區(qū)區(qū)命已輕。人皆譏造次，我獨賞專精。豈計休無日，惟應(yīng)盡此生。何慚刺客傳，不著報讎名。9．本讀前六句是怎樣運用對比手法勾勒精衛(wèi)形象的？請簡要分析。(6分)10．詩歌后六句表達了作者什么樣的人生態(tài)度？（5分）四、名句名篇默寫（8分）11．補寫出下列名句名篇中的空缺部分。（1）名余曰正則兮，__________________。（屈原《離騷》）（2）__________________，善假于物也。（荀子《勸學(xué)》）（3）艱難苦恨繁霜鬢，__________________。（杜甫《登高》）（4）樹林陰翳，__________________，游人去而禽鳥樂也。（歐陽修《醉翁亭記》）（5）__________________，抱明月而長終。（蘇軾《赤壁賦》）（6）浩蕩離愁白日斜，__________________。（龔自珍《己亥雜詩》）（7）道之以德，__________________，有恥且格。（《論語·為政》）（8）蓋文章，經(jīng)國之大業(yè)，__________________。（曹丕《典論·論文》）五、現(xiàn)代文閱讀（一）（15分）閱讀下面的作品，完成12~14題。表妹林斤瀾矮凳橋街背后是溪灘，那灘上鋪滿了大的碎石，開闊到叫人覺著是不毛之地。幸好有一條溪，時寬時窄，自由自在穿過石頭灘，帶來水草野樹，帶來生命的歡喜。灘上走過來兩個女人，一前一后，前邊的挎著個竹籃子，簡直有搖籃般大，里面是衣服，很有點分量，一路拱著腰身，支撐著籃底。后邊的女人空著兩手，幾次伸手前來幫忙，前邊的不讓。前邊的女人看來四十往里，后邊的四十以外。前邊的女人不走現(xiàn)成的小路，從石頭灘上斜插過去，走到一個石頭圈起來的水潭邊，把竹籃里的東西一下子控在水里，全身輕松了，透出來一口長氣，望著后邊的。后邊的走不慣石頭灘，盯著腳下，挑著下腳的地方。前邊的說：“這里比屋里清靜，出來走走，說說話……再呢，我要把這些東西洗出來，也就不客氣了?！闭f著就蹲下來，抓過一團按在早鋪平好了的石板上，拿起棒槌捶打起來，真是擦把汗的工夫也節(jié)約了?？雌饋砗筮叺氖强腿耍D(zhuǎn)著身于看這個新鮮的地方，有一句沒一句地應(yīng)著：“水倒是清的，碧清的……樹也陰涼……石頭要是走慣了，也好走……”“不好走，一到下雨天你走走看，只怕?lián)鷶嗔四_筋。哪有你們城里的馬路好走。”“下雨天也洗衣服?”“一下天呢，二十天呢。就是三十天不洗也不行。嗐，現(xiàn)在一天是一天的事情，真是日日清，月月結(jié)。”客人隨即稱贊：“你真能干，三表妹，沒想到你有這么大本事，天天洗這么多。”主人微微笑著，手里捶捶打打，嘴里喜喜歡歡的：事情多著呢。只有晚上吃頓熱的，別的兩頓都是馬馬虎虎。本來還要帶子，現(xiàn)在托給人家。不過洗完衣服，還要踏縫紉機。”客人其實是個做活的能手，又做飯又帶孩子又洗衣服這樣的日子都過過。現(xiàn)在做客人看著人家做活，兩只手就不知道放在哪里好。把左手搭在樹杈上，右手背在背后，都要用點力才在那里閑得住。不覺感慨起來：“也難為你，也虧得是你，想想你在家里的時候，比我還自在呢。”主人放下棒槌，兩手一刻不停地揉搓起來：“做做也就習(xí)慣了。不過，真的，做慣了空起兩只手來，反倒沒有地方好放。鄉(xiāng)下地方，又沒有什么好玩的，不比城里。”客人心里有些矛盾，就學(xué)點見過世面的派頭，給人家看，也壓壓自己的煩惱：“說的是，”右手更加用力貼在后腰上，“空著兩只手不也沒地方放嘛。城里好玩是好玩，誰還成天地玩呢。城里住長久了，一下鄉(xiāng)，空氣真就好，這個新鮮空氣，千金難買。”單夸空氣，好比一個姑娘沒有什么好夸的，單夸她的頭發(fā)。主人插嘴問道：“你那里工資好好吧？”提起工資，客人是有優(yōu)越感的，卻偏偏埋怨道：“餓不死吃不飽就是了，連獎金帶零碎也有七八十塊?！薄澳鞘亲龆嘧錾僬諛幽醚剑　薄斑€吃著大鍋飯。”“不做不做也拿六七十吧？”“鐵飯碗！”客人差不多叫出來，她得意。主人不住手地揉搓，也微微笑著。客人倒打起“抱不平”來：“你好脾氣，要是我，氣也氣死了，做多做少什么也不拿?！薄按蟊斫悖覀円哺愠邪?。我們家庭婦女洗衣店，給旅店洗床單，給工廠洗工作服都洗不過來?！薄澳且粋€月能拿多少呢？”客人問得急點。主人不忙正面回答，笑道：“還要苦干個把月，洗衣機買是買來了，還沒有安裝。等安裝好了，有時間多踏點縫紉機，還可以翻一番呢！”“翻一番是多少？”客人急得不知道轉(zhuǎn)彎。主人停止揉搓，去抓棒槌，這功夫，伸了伸兩個手指頭?？腿说哪X筋飛快轉(zhuǎn)動：這兩個手指頭當(dāng)然不會是二十，那么是二百……聽著都嚇得心跳，那頂哪一級干部了？廠長？……回過頭來說道：“還是你們不封頂好，多勞多得嘛。”“不過也不保底呀，不要打算懶懶散散混日子?！笨腿藘刹綋溥^來，蹲下來抓過一堆衣服，主人不讓，客人已經(jīng)揉搓起來了，一邊說：“懶懶散散，兩只手一懶，骨頭都要散……鄉(xiāng)下地方比城里好，空氣第一新鮮，水也碧清……三表妹，等你大侄女中學(xué)一畢業(yè)，叫她頂替我上班，我就退下來……我到鄉(xiāng)下來享幾年福，你看怎么樣？”（選自《十月》1984年第6期，有刪改）12．下列對小說相關(guān)內(nèi)容和藝術(shù)特色的賞析，不正確的一項是？A．小說開頭的景物描寫，以自由流動的溪水所帶來的“水草野樹”以級“生命的歡喜”，暗示著農(nóng)村的新氣象。B．小說中“一路拱著腰身”等動作描寫，以及“真是日日清，月月結(jié)”等語言描寫，為下文表妹承包洗衣服這件事做了鋪墊。C．表姐兩次提到鄉(xiāng)下空氣“新鮮”，第一次是出于客套，第二次提到時，表姐對農(nóng)村的好已有了更多體會。D．表妹說的“不要打算懶懶散散混日子”，既表達了自己對生活的態(tài)度，也流露出對自己得不到休息的些許不滿。13．請簡要分析表姐這一人物形象。（6分）14．小說刻畫了兩個人物，作者以“表妹”為題，表達了哪些思想感情？（6分）六、現(xiàn)代文閱讀（二）（12分）閱讀下面的作品，完成15~17題。書家和善書者沈尹默“古之善書者，往往不知筆法?！鼻叭耸沁@樣說過。就寫字的初期來說，這句話，是可以理解的，正同音韻一樣，四聲清濁，是不能為晉宋以前的文人所熟悉的，他們作文，只求口吻調(diào)利而已。筆法不是某一個人憑空創(chuàng)造出來的，而是由寫字的人們逐漸地在寫字的點畫過程中，發(fā)現(xiàn)了它，因而很好地去認真利用它，彼此傳授，成為一定必守的規(guī)律。由此可知，書家和非書家的區(qū)別，在初期是不會有的。寫字發(fā)展到相當(dāng)興盛之后（尤其到唐代），愛好寫字的人們，一天比一天多了起來，就產(chǎn)生出一批好奇立異、相信自己、不大愿意守法的人，各人使用各人的手法，各人創(chuàng)立各人所愿意的規(guī)則。凡是人為的規(guī)則，它本身與實際必然不能十分相切合，因而它是空洞的、缺少生命力的，因而也就不會具有普遍的、永久的活動性，因而也就不可能使人人都滿意地沿用著它而發(fā)生效力。在這里，自然而然地便有書家和非書家的分別了。有天分、有休養(yǎng)的人們，往往依他自己的手法，也可能寫出一筆可看的字，但是詳細監(jiān)察一下它的點畫，有時與筆法偶然暗合，有時則不然，尤其是不能各種皆工。既是這樣，我們自然無法以書家看待他們，至多只能稱之為善書者。講到書家，那就得精通八法，無論是端楷，或者是行草，他的點畫使轉(zhuǎn)，處處皆須合法，不能四號茍且從事，你只要看一看二王、歐、虞、褚、顏諸家遺留下來的成績，就可以明白的。如果拿書和畫來相比著看，書家的書，就好比精通六法的畫師的畫；善書者的書，就好比文人的寫意畫，也有它的風(fēng)致可愛處，但不能學(xué)，只能參觀，以博其趣。其實這也是寫字發(fā)展過程中，不可避免的現(xiàn)象。六朝及唐人寫經(jīng)，風(fēng)格雖不甚高，但是點畫不失法度，它自成為一種經(jīng)生體，比之后代善書者的字體，要嚴謹?shù)枚唷Ｋ未奶K東坡，大家都承認他是個書家，但他因天分過高，放任不羈，執(zhí)筆單鉤，已為當(dāng)時所非議。他自己曾經(jīng)說過：“我書意造本無法。”黃山谷也嘗說他“往往有意到筆不到處”。就這一點來看，他又是一個道地的不拘拘于法度的善書的典型人物，因而成為后來學(xué)書人不須要講究筆法的借口。我們要知道，沒有過人的天分，就想從東坡的意造入手，那是毫無成就可期的。我嘗看見東坡畫的枯樹竹石橫幅，十分外行，但極有天趣，米元章在后邊題了一首詩，頗有相互發(fā)揮之妙。這為文人大開了一個方便之門，也因此把守法度的好習(xí)慣破壞無遺。自元以來，書畫都江河日下，到了明清兩代，可看的書畫就越來越少了。一個人一味地從心所欲做事，本來是一事無成的。但是若能做到從心所欲不逾矩（自然不是意造的矩）的程度，那卻是最高的進境。寫字的人，也需要做到這樣。（有刪改）15．根據(jù)原文內(nèi)容，下列說法不正確的一項是（3分）A．善書而不知筆法，這一現(xiàn)象