基于89LPC932的超聲波測距儀.ppt

1、基于89LPC932的超聲波測距儀,電子信息工程系 0604113-04 張維,目錄,課題研究意義 設(shè)計方案 硬件設(shè)計部分 軟件設(shè)計部分,課題研究意義,在控制領(lǐng)域中，確定物體的距離是十分重要的，一些傳統(tǒng)的距離測量方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷：例如，液面測量就是一種距離測量，傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極，通過給電或脈沖來檢測液面，電極長期浸泡于水中或其他液體中，極易被腐蝕、電解，失去靈敏性，利用超聲波測量距離可以解決這些問題，并且，由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。 利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方

2、面也能達(dá)到日常使用的要求。因此超聲波測量距離技術(shù)在工業(yè)控制、勘探測量、機(jī)器人定位和安全防范等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。,設(shè)計方案,P89LPC932的超聲波測距儀硬件組成 測距儀主要包括：溫度檢測電路，超波發(fā)射及控制電路，超聲波接收及信號處理電路，顯示電路，微處理器及輔助電路以及RS232通信接口電路組成。 設(shè)計要求 1.測量距離范圍要求為6m 2.精度要求優(yōu)于1% 3.進(jìn)行溫度補(bǔ)償 4.顯示方式為數(shù)碼管顯示 5.具有RS-232通信能力，便于擴(kuò)展,設(shè)計方案,本次設(shè)計確定為以PHILIPS的89LPC932作為系統(tǒng)的核心，具體描述如下： 1.以89LPC932單片機(jī)為主控制器。利用其片內(nèi)時鐘電路、片

3、內(nèi)復(fù)位監(jiān)視電路、低電壓低功耗，以及封裝體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足設(shè)計的有關(guān)要求。 2.采用6位數(shù)碼管顯示器，后四位顯示距離，單位為mm，前2位顯示溫度，單位為。數(shù)碼管接口基于MAX7219進(jìn)行設(shè)計。 3.超聲波發(fā)射與接受采用分離設(shè)計，即單獨(dú)采用發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，而不是采用發(fā)射接受一體化器件，以降低調(diào)試的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)安裝的靈活性。 4.系統(tǒng)電源以+12V為主電源，通過三端穩(wěn)壓電路LM7805及LM317得到系統(tǒng)需要的+5V和+3.3V電源。,硬件設(shè)計,超聲波測距儀主要包括：溫度檢測電路，超聲波發(fā)射機(jī)控制電路，超聲波接收及信號處理電路，顯示電路，微處理器及其輔助電路，以及RS-232和通信接

4、口電路6部分組成。 圖為超聲波發(fā)射及控制電路,硬件設(shè)計,超聲波接收電路,為減少負(fù)電源的使用，放大電路采用單電源供電，信號放大和變換采用了一片LM324通用運(yùn)算放大器，前三級為放大器設(shè)計，后一級采用比較器設(shè)計。,硬件設(shè)計,溫度測量電路基于DS18B20一線式數(shù)字溫度傳感器，電路非常簡潔，具體電路如圖4所示。DS18B20是美國公司推出的DS1820替代產(chǎn)品，具有9、10、11和12位轉(zhuǎn)換精度未編程時默認(rèn)精度為12位，測量精度一般為0.5，軟件處理后可達(dá)0.1。溫度輸出以16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制形式提供，低位在先，以0.0625/LBS形式表達(dá)。,溫度測量電路,硬件設(shè)計,P89LPC932是一款單片

5、封裝的微控制器適合于許多要求高集成度低成本的場合可以滿足多方面的性能要求P89LPC932采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)指令執(zhí)行時間只需2到4個時鐘周期6倍于標(biāo)準(zhǔn)80C51器件P89LPC932集成了許多系統(tǒng)級的功能這樣可大大減少元件的數(shù)目電路板面積以及系統(tǒng)的成本。其管腳封裝如圖所示,芯片介紹,硬件設(shè)計,主機(jī)電路設(shè)計 1.處理高于P89LPC932工作電壓的最好方案是采用開漏輸出模式，通過外部電阻可將點(diǎn)平上拉到5.5V，而只有漏電流流入P89LPC932的輸出端口； 2.用器件的輸出完全可驅(qū)動5V TTL的輸入端； 3.一般情況下，5V TTL器件可以驅(qū)動3V TTL輸入，原因是典型雙極晶體管的輸出

6、并不能達(dá)到電源電壓的幅度，典型值約為3.6V。這樣不會引起5V電源的電流流向3V電源。,主機(jī)電路的設(shè)計如圖,硬件設(shè)計,超聲波測距儀的軟件規(guī)劃,超聲波測距儀的程序主要包括以下功能模塊： 1.DS18B20溫度傳感器接口模塊，分為初始化子程序、寫入子程序及讀取子程序等部分； 2.基于MAX7219的顯示模塊，分為MAX7219的初始化子程序、寫入子程序及顯示子程序部分； 3.溫度補(bǔ)償與距離計算模塊，分為超聲波發(fā)射控制程序、接受處理子程序、溫度補(bǔ)償子程序及距離計算子程序等部分； 4.主模塊分為系統(tǒng)初始化、分為超聲波發(fā)射控制程序、接受處理子程序、溫度補(bǔ)償子程序及距離計算子程序等部分。,軟件設(shè)計,各程序模塊功能及相互關(guān)系,軟件設(shè)計,DS18B20的一線工作協(xié)議流程是，初始化ROM操作指令存儲器操作指令數(shù)據(jù)傳輸。其工作時序、寫時序和讀時序。每種工作時序都有相應(yīng)的要求，這在進(jìn)行DS18B20接口程序設(shè)計時必須足夠重視,DS18B20操作流程圖,軟件設(shè)計,部分程序設(shè)計語言,DS18B20的初始化,軟件設(shè)計,前景展望,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在傳感器中的應(yīng)用越來越廣。展望未來，超聲波傳感器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。,致 謝,感謝各位老師不辭勞苦參加我的論文答辯。 要感謝我的導(dǎo)師王立校老師在畢業(yè)設(shè)計中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格求，同時也感謝