基于51單片機超聲波測距儀的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 電源極性接反時，芯片不會因發熱而燒毀，但不能正常工作。3) DS18b20的指令操作根據DS18B20的通訊協議，主機（單片機）控制DS18B20完成溫度轉換必須經過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位操作，復位成功后發送一條ROM指令，最后發送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數據線下拉500微秒，然后釋放，當DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。第三章 系統程序的設計超聲波測距器的軟件設計主要由主程序、超聲波程序發生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。由于C語言程序有利于實現較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率并且容易精確計算程序運行的時間，而超聲波測距器的程序既有較復雜的計算（計算距離時），又要求精確計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。下面對超聲波測距器的算法 超聲波測距器的算法設計距離計算公式：d=s/2=(vt)/2 其中d是被測物與測距器的距離；s是超聲波的來回路程，v是超聲波在當前溫度下的速度，t是發送和接收超聲波所經歷的時間。聲波在其傳播介質中被定義為縱波。當聲波受到尺寸大于其波長的目標物體阻擋時就會發生反射；反射波稱為回聲。假如聲波在介質中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達目標然后返回聲源的時間可以測量得到，從聲波到目標的距離就可以精確地計算出來。這就是本系統的測量原理。超聲波測距器原理圖T=0 176。C，超聲波在空氣中的傳播速度C1=, C=+ (m/s) 式中 T:176。C 主程序算法設計 主程序首先要對系統環境初始化，設置定時器工作模式為16位定時、計數器模式，置位總中斷允許位EA并對顯示端口P0和P2清0；然后調用超聲波發生子程序送出一個超聲波脈沖。為了避免超聲波從發射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發，接收返回的超聲波信號。 由于采用12MHZ晶振，計數器每記一個數就是1us，計算當20℃時的超聲波傳輸速度v=344m/s,則d=(vt)/2=344t/2=(172T0/106)m=(172T0 /10000)cm 其中T0為中斷T0的計數值。 測出距離后，然后再發出超聲波脈沖重復測量。右圖為軟件編程設計流程圖:第四章 做板、焊接及電路調試有了硬件模塊和相關知識的介紹，我們開始做板、焊接及電路調試 為了作圖和焊接的方便，整個系統可分為兩大電路模塊： 做電路板流程1）PCB圖的制作這里所用到的做圖軟件是澳大利亞的Altium ，這是一個國內用的最多的制作電路圖的軟件，是protel 99的前身。作圖的大概流程是：先作原理圖，再把做好的原理圖導入到pcb圖里面，接著配置一下作圖的規格并調整元器件的分布位置，最后完成pcb圖的連線。上圖為顯示模塊的PCB圖上圖為超聲波收發模塊的PCB圖2）電路板的制作流程第一步：將PCB圖打印到熱轉印紙上（JS所說的熱轉印紙就是不干膠紙的黃色底襯！）。 第二步：將打印好PCB的轉印紙平鋪在覆銅板上，準備轉印。 第三步：準備好三氯化鐵溶液進行腐蝕。 第四步：效果還不錯吧！注意不要腐蝕過度，腐蝕結束，準備焊接。 第五步：清理出焊盤部分，剩下的部分用于阻焊。第六步： 用打孔機為電路板打孔 ，并匹配元件引腳所需的孔的大小。第七步：安裝所需預定原件并焊接好。 把HEX程序燒進單片機后，連接電源，發現LED全部顯示8888。可能是P0口沒有接上拉電阻(上拉電阻的阻值一般在1K10K之間)。因為“從P0口輸出時，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出。”（見單片機課本p20）。如果P0口不接上拉電阻，那么段選一直是低電平，而采用的是數碼管的動態掃描，看上去，位選端相當于一直高電平，即：數碼管一直點亮。因此，如果LED全部顯示8888，那么在P0口加上上拉電阻或許可以解決問題。 2. 555的頻率調整 在調試的時候發現555的3引腳產生的頻率只有35kHZ左右，檢查別人正常電路上的單片機的晶體振蕩器，觀察晶振兩個腳上的波形，發現其中一個腳上是40HZ的正弦波，另一個腳上出現類似正弦波的波形，但是有少量諧波成分。但是檢查我們自己的晶振，發現一端是40HZ的正弦波，但是另一端出現無規律的雜波，另外ALE端也沒有出現方波。（輸出到超聲波發射電路）也沒有輸出40KHZ的方波。說明單片機沒有正常工作。第五章 過程總結實踐心得： 通過本次實踐，我們組學到了很多：專業知識得到了應用和加深理解，學習專業課的興趣得到了很大提升，動手能力得到了提高，自學能力更是增強，還發現主動學習和應用性學習不但可以大幅度提升學習效率，而且使學習有很強的方向性，還有很多很多，在次就不在一一說明了，這些心得只有實踐了才會有同感。但是在這里強調一點：團隊精神！這是我們這次實踐中最有價值的收獲，它將影響我們的一生。以下是我在完成這次任務中所總結的經驗及教訓：1. 遇到不懂的問題，應該虛心向別人請教。2. 不要盲目相信課本。例如，書上的原理圖上P0口沒有接上拉電阻，而實際上P0口一般都要接上拉電阻。本實驗中，P0口不接上拉電阻的后果是LED一直顯示8888。另外，書上說可以用74LS244驅動LED的斷碼，而74LS244芯片在本實驗中的作用就是輸入等于輸出，并沒有用到鎖存功能，所以為了簡化電路，可以省掉74LS244。3. 接線應該細心。特別是一些芯片的電源線和地線容易出問題。4. 多調試。包括軟件調試和硬件調試。如果一個功能模塊電路出現問題，先用軟件仿真，看看電路設計是否有誤；若無誤，則檢查硬件電路的連線是否有問題；如果沒有問題，再進行硬件仿真，看看是不是程序的問題。一個模塊一個模塊地排查，就可以發現錯誤。5. 如果多次檢查仍不能解決問題，也不要盲目地換電路，重頭開始。耐心地調試，一步一步排查錯誤，總能找到問題的癥結；不僅最后能解決問題，還能學到很多實際操作的方法和經驗，這都是在課本上學不到的。總體來說，最重要的是在本課題的設計過程中我學到了很多知識，從中受益匪淺。了解了超聲波傳感器的原理，學會了各種放大電路的分析、設計，也掌握了單片機的開發過程和利用單片機設計電路的方法。對一塊電路板的設計、焊板、調試、改進等整個過程，有了更深入的理解和掌握。這些對我今后的學習和工作都會有很大幫助的。第六章 附件及參考文獻 作品的程序代碼include include include define KeyData (P1|0xe0)define KeyDown 1 //按鍵按下define KeyUp 0 //按鍵彈開bit KeyFirst=1。 //按鍵第一次按下bit KeyState=KeyUp。 //按鍵狀態uchar KeyValue。 //鍵值sbit CLK=P1^6。sbit DAT=P1