通信工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-用超聲波實(shí)現(xiàn)智能小車中的探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 要想進(jìn)一步擴(kuò)大測(cè)量的距離，超聲波發(fā)射電路和接收電路都需要一定的改進(jìn)。 經(jīng)測(cè)試結(jié)果時(shí)顯示效果良好 。 表 52 調(diào)試前 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)量次數(shù) 實(shí)際值（ cm） 測(cè)量值（ cm） 1 10 9 2 40 3 70 4 100 98 5 130 6 160 7 190 8 220 9 250 10 280 表 53 調(diào)試后 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)量次數(shù) 實(shí)際值 （ cm） 測(cè)量值（ cm） 1 10 2 40 3 70 4 100 5 130 131 6 160 7 190 8 220 219 9 250 10 280 此時(shí)，觀察表 53 的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與實(shí)際值的誤差已經(jīng)在 1%之內(nèi) ， 誤差 減小 。 在增大了接收端放大倍數(shù)后。 測(cè)量數(shù)據(jù)如上表所示。 表 51 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)量次數(shù) 實(shí)際值（ cm） 測(cè)量值（ cm） 1 10 9 2 40 3 70 4 100 98 5 130 6 160 7 190 8 220 9 250 10 280 但在測(cè)量 的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，測(cè)量值普遍偏小，并且隨著距離的增大準(zhǔn)確度下降 。 之后我又從 中斷程序入手， 因?yàn)槌绦蛑杏卸〞r(shí)中斷和外部中斷的嵌套，使得程序容易在這部分出現(xiàn)問(wèn)題。 把 計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)化成距 離， 在 液晶屏幕 上顯示出來(lái)。A4 模式禁止地址 計(jì)數(shù)器復(fù)位，使得信息可連續(xù)錄入或重放。 表 51 操作模式簡(jiǎn)表 A0（信息檢索） ——快速跳過(guò)信息而不必知道其確切的地址。操作模 式也由地址端控制；當(dāng) A7 和 A6 都為 1 時(shí)，其它地址端置高就選擇某個(gè)（或某幾個(gè)）模式。 //外部中斷 0允許 } 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 （ 4） 語(yǔ)音報(bào)警程序設(shè)計(jì) 本部分采用 ISD1420 語(yǔ)音芯片實(shí)現(xiàn)。 trig=1。該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個(gè) 40kHz周期電平并檢測(cè)回波。 待加 圖 45 系統(tǒng)總體電路圖 超聲波測(cè)距的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 1） 設(shè)計(jì)思路 通過(guò)編程控制 口 不斷循環(huán)拉高 ，發(fā)出超聲波，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)， 外部中斷 如果收到回波，此時(shí)使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，并在中斷子函數(shù)里 根據(jù)溫度的不同 計(jì)算出障礙物的距離，通過(guò)一定的修正，最終把計(jì)算結(jié)果 發(fā)送到液晶屏上 ，顯示出當(dāng)前障礙物的距離，并作出判斷， 發(fā)出報(bào)警提示 。 （ 4） 系統(tǒng) 顯示 電路設(shè)計(jì) 顯示部分電路 12864液晶屏 來(lái)顯示當(dāng)前 溫度、 障礙物的距離 等信息 ，該電路采用 串行 傳送方式，從而大大節(jié)約了單片機(jī)引腳。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn) 如下： ① 只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 電源電路 單片機(jī)外圍電路 AT 89C52 發(fā)射電路 接收電路 顯示電路 語(yǔ)音報(bào)警 電路 超聲波發(fā)射換能器 超聲波接受換能器 障礙物 控制 電路 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 42 電源穩(wěn)壓電路 （ 2） 超聲波發(fā)射 、接收 電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 DYPME007超聲波測(cè)距模塊，可實(shí)現(xiàn) 能，包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。原理圖如圖 41 所示 。 中斷 介紹 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 5 個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下。 TR0：定時(shí)器 0 運(yùn)行控制位。 表 定時(shí)器控制寄存器 TCON 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TCON（ 88H） TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1：定時(shí)器 1 溢出標(biāo)志位。 M1M0＝ 00：工作方式 0(13 位方式 )。 （ 1）定時(shí)器方式控制寄存器 TMOD。這時(shí)， T1 往往用作串行口波特率發(fā)生器， TH0 用作定時(shí)器，濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 TL0 作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。當(dāng)然，這種方式的定時(shí)／計(jì)數(shù)范圍要小于方式 0 和方式 1。如需進(jìn)一步定時(shí) /計(jì)數(shù)，需用指令重置時(shí)間常數(shù)。作計(jì)數(shù)器時(shí)，只要在單片機(jī)外部引腳T0(或 T1)有從 1 到 0 電平的負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加 1。在flash 編程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。這一位置 “1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表 2 所示。對(duì) P0 端口寫(xiě) “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 AT89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 （ 5）智能接口 ： 微電腦系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，除外圍裝置 (打印機(jī)、鍵盤(pán)、磁盤(pán)、 CRT)外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。 單片機(jī) 應(yīng)用范圍 （ 1）智能產(chǎn)品：?jiǎn)纹瑱C(jī)微處理器與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。例如，來(lái)電顯示電話中配有液晶驅(qū)動(dòng)器接口的單片機(jī)和全自動(dòng)洗衣機(jī)中的微控制器，都是專用單片機(jī)；特別是小家電、玩具領(lǐng)域的單片機(jī)，因?yàn)樾》庋b、價(jià)格低廉一外圍器件、外設(shè)接口集成度高，多數(shù)為專用單片機(jī)。 （ 4） MCU的百花齊放階段 單片機(jī)發(fā)展到這一階段，表明單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具 小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過(guò)程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空 航天等領(lǐng)域。 日后，許多電氣商在 MCS51 的內(nèi)核和體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出各具特色的單片機(jī)。這就是 Single Chip Microputer的誕生年代，單片機(jī)一詞即由此而來(lái)。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。超聲波信號(hào)通過(guò)超聲波發(fā)射換能器發(fā)射至空氣中，遇被測(cè)物反射后回波被超聲波接收換能器接收。利用超聲波的傳播速度比光速慢的特點(diǎn)，調(diào)整用門(mén)信號(hào)控制被測(cè)物體反射的超聲波的檢測(cè)時(shí)間，可以構(gòu)成限定距離式與限定范圍式超聲波傳感器。另外，檢測(cè)范圍也可以是由距離切換 開(kāi)關(guān)設(shè)定的范圍。 （ 5）油霧的影響 只要防止油霧沉 在超聲換能器的 表面上，就可避免它的影響。超聲波溫度特性如表 21 所示： 表 21 超聲波波速與溫度的關(guān)系 溫度（ ℃ ） 30 20 10 0 10 20 30 100 聲速（ m/s） 313 319 325 323 338 344 349 386 （ 2）空氣濕度的影響 從干燥的空氣到飽和濕度的空氣中，聲速 至 多增加 2%。這與 雷達(dá) 測(cè)距原理相似。由于固體介質(zhì)除了能承受體積變形外，還能夠承受切變變形。在編寫(xiě)程序時(shí)主要用到 c 語(yǔ)言。 選題 的 目的 和 意義 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)汽車的擁有量在大幅增加，造成道路擁堵，交通事故頻發(fā)，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大的損失，安全駕駛成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。 1 前言 ................................................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 .............................................................................. 1 選題 的 目的 和 意義 .................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 分析 ............................................................................................... 1 預(yù)期 設(shè)計(jì) 結(jié)果 ................................................................................................ 1 2 超聲波傳感器 ................................................................................................................... 2 超聲波傳感器原理 和 特性 ..................................................................................... 2 測(cè)試 原理 ....................................................................................................... 2 超聲波 特性 ..................................................................................................... 3 超聲波傳感器好壞的 判斷 檢測(cè) ............................................................................. 4 超聲波傳感器檢測(cè)物體的方式 ............................................................................. 4 超聲波傳感器的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) ..................................................................................... 5 3 AT89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ..................................................................................................... 6 單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí) ................................................................................................. 6 單片機(jī)發(fā)展 階段 ........................................................................................... 7 單片機(jī) 應(yīng)用范圍 ........................................................................................... 9 AT89C52 單片機(jī)的特性 ........................................................................................ 10 引腳功能介紹 ............................................................................................. 10 定時(shí)器 介紹 ................................................................................................. 13 中斷 介紹 ..................................................................................................... 15 4 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................................... 15 超聲波測(cè)距的基本原理 ....................................................................................