畢業論文超聲波測距器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。　　（1） 動態顯示驅動：數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8 個顯示筆劃“a, b, c, d, e, f, g, dp“的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM 端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O 端口，而且功耗更低。（2）靜態顯示驅動：靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O 端口進行驅動，或者使用如BCD 碼二十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O 端口多，如驅動5 個數碼管靜態顯示則需要58＝40 根I/O 端口來驅動，要知道一個89S52單片機可用的I/O 端口才32 ，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。數碼管的8段，對應一個字節的8位，a對應最低位，dp對應最高位。所以如果想讓數碼管顯示數字0，那么共陰數碼管的字符編碼為00111111，即0x3f；共陽數碼管的字符編碼為11000000，即0xc0。可以看出共陽，共陰數碼管兩個編碼的各位正好相反。圖34 數碼管驅動顯示電路Fig34 Digital driver display circuit 為此本設計中采用動態顯示驅動數碼管，并且軟件消影。每一位數碼管顯示了它前一位要顯示的字符和它本身要顯示的字符的重疊效果。要想避免“拖影”就必須在每位數碼管顯示完后將其關閉，我們可以加入“P0=0xff。”，這樣各位數碼管都不會選中，然后下一位再顯示時就不會有影響了，這就是所謂的消“影”。 74HC573 　　 圖35 74HC573管腳圖Fig35 74H573pin map高性能硅門 CMOS 器件SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。器件的輸入是和標準 CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。 當鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的（也就是說輸出同 　步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存。圖中1D到8D為數據輸入端，1Q到8Q為數據輸出端。LE為所存控制端。 　　 HCSR04超聲波測距模塊采用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平信號；模塊自動發送8個40khz的周期電頻，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。測試距離=（高電平*聲速（340M/S)/2.圖36 模塊實物圖Fig36 Module physical map 圖37 超聲波時序圖Fig37 Ultrasound timing diagram4 系統的軟件設計超聲波測距儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。我們知道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且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序既有較復雜的計算（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語言和匯編語言混合編程。該系統的信號產生與數據處理傳送部分，由AT89s52單片機主控芯片，方波信號產生，中斷程序，定時器計時，低電平檢測，數碼管顯示程序設計。系統功能的實現依賴于軟硬件的協同工作。軟件開發工作由單片機控制軟件來實現。 主程序流程圖= 0 測量斷碼轉換 開始 初始化 啟動定時器 測量標志 超聲波測距 距離上限值 顯示值 = CCC = N 距離盲區值 = N 顯示 顯示值= 設定斷碼轉換 = 1 = Y = Y 圖41 主程序流程圖Fig41 Main program flowchart 測距子程序流程圖 超聲波測距 時間=1s？ 發送超聲波 啟動計時器T0 Y 延時避開盲區 收到回波否？ 延時避開盲區 延時避開盲區 結束 預設時間 N N 圖42 測距子程序流程圖Fig42 Ranging subroutine flowchart 主要程序include //包括一個52標準內核的頭文件define uchar unsigned char //定義一下方便使用define uint unsigned intdefine ulong unsigned long//***********************************************sfr CLK_DIV = 0x97。 //為STC單片機定義,系統時鐘分頻 //為STC單片機的IO口設置地址定義sfr P0M1 = 0X93。sfr P0M0 = 0X94。sfr P1M1 = 0X91。sfr P1M0 = 0X92。sfr P2M1 = 0X95。sfr P2M0 = 0X96。//***********************************************sbit Trig = P1^0。 //產生脈沖引腳sbit Echo = P3^2。 //回波引腳sbit test = P1^1。 //測試用引腳uchar code SEG7[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}。//數碼管09uint distance[4]。 //測距接收緩沖區uchar ge,shi,bai,temp,flag,outeH,outeL,i。 //自定義寄存器bit succeed_flag。 //測量成功標志//********函數聲明void conversion(uint temp_data)。void delay_20us()。//void pai_xu()。void main(void) // 主程序{ uint distance_data,a,b。 uchar CONT_1。 CLK_DIV=0X03。 //系統時鐘為1/8晶振（pdf45頁） P0M1 = 0。 //將io口設置為推挽輸出 P1M1 = 0。 P2M1 = 0。 P0M0 = 0XFF。 P1M0 = 0XFF。 P2M0 = 0XFF。 i=0。 flag=0。 test =0。 Trig=0。 //首先拉低脈沖輸入引腳 TMOD=0x11。 //定時器0，定時器1，16位工作方式 TR0=1。 //啟動定時器0 IT0=0。 //由高電平變低電平，觸發外部中斷 ET0=1。 //打開定時器0中斷 //ET1=1。 //打開定時器1中斷 EX0=0。 //關閉外部中斷 EA=1。 //打開總中斷0 while(1) //程序循環 { EA=0。 Trig=1。 delay_20us()。 Trig=0。 //產生一個20us的脈沖，在Trig引腳 while(Echo==0)。 //等待Echo回波引腳變高電平 succeed_flag=0。 //清測量成功標志 EX0=1。 //打開外部中斷 TH1=0。 //定時器1清零 TL1=0。 //定時器1清零 TF1=0。 // TR1=1。 //啟動定時器1 EA=1。 while(TH1 30)。//等待測量的結果，（可用中斷實現） TR1=0。 //關閉定時器1 EX0=0。 //關閉外部中斷 if(succeed_flag==1) { distance_data=outeH。 //測量結果的高8位 distance_data=8。 //放入16位的高8位 distance_data=distance_data|outeL。//與低8位合并成為16位結果數據 distance_data*=12。 //因為定時器默認為12分頻 distance_data/=58。 //微秒的單位除以58等于厘米 } //為什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2 // X秒=（ 2*Y米）/344 ==》X秒=*Y米 ==》厘米=微秒/58 if(succeed_flag==0) { distance_data=0。 //沒有回波則清零 test = !test。 //測試燈變化 } /// distance[i]=distance_data。 //將測量結果的數據放入緩沖區 /// i++。 /// if(i==3) /// { /// distance_data=(distance[0]+distance[1]+distance[2]+distance[3])/4。 ///