超声波测距仪设计方案

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1、SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

2、agraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSp

3、acingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLin

4、eSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToP

5、ointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionP

6、aragraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra I目目 录录摘摘 要要I I AbstractAbstractIIII 绪绪论论1 1 I I.1.1 课题设计的目的及其意课题设计的目的及其意义义1 1 I I.2.2 超声波测距仪的设计思超声波测距仪的设计思路路1 1I I.3.3 课题设计的任务和要课题设计的任务和要求求2 21 1 课题的

7、方案设计与论课题的方案设计与论证证3 3 1.11.1 系统整体方案的设系统整体方案的设计计3 3 1.21.2 系统整体方案的论系统整体方案的论证证3 32 2 系统的硬件结构设系统的硬件结构设计计SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionP

8、aragraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesT

9、oPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpa

10、cingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

11、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2Selec

12、tionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra II4 4 2.12.1 单片机的功能特点及测距原单片机的功能特点及测距原理理4 4 2.22.2

13、 超声波发射电超声波发射电路路6 6 2.32.3 超声波检测接收电超声波检测接收电路路7 7 2.42.4 超声波测距系统的硬件电路设超声波测距系统的硬件电路设计计7 73 3 系统软件的设系统软件的设计计9 9 3.13.1 超声波测距仪的算法设超声波测距仪的算法设计计9 9 3.23.2 主程序流程主程序流程图图1010 3.33.3 超声波发生子程序与超声波接受中断程超声波发生子程序与超声波接受中断程序序11113.43.4 系统的软硬件的调系统的软硬件的调试试1212总总 结结1313致致 SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoint

14、sSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagr

15、aphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineS

16、pacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaa

17、aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionPa

18、ragraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFcccccccccccccccccccccccccccccccccccccc

19、ccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra III谢谢1515参考文参考文献献116 6附附 录录 一一 超声波测距电路原理超声波测距电路原理图图1818附附 录录 二二 超声波测距电路版超声波测距电路版图图1919附附 录录 三三 程序清程序清单单2020SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesT

20、oPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111

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22、cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphForm

23、atLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelec

24、tionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToP

25、ointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra 1 绪绪 论论.1.1 课题设计目的及意义课题设计目的及意义.1.1.1.1 设计的目的设计的目的随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业

26、领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探

27、测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，

28、面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。.1.2.1.2 设计的意义设计的意义随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带

29、来了困扰，因挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计波测距仪的研

30、制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距仪的意义。超声波测距仪的意义。.2.2 超声波测距仪的设计思路超声波测距仪的设计思路.2.1.2.1 超声波测距原理超声波测距原理11，22发射器发出的超声波以速度发射器发出的超声波以速度 在空气中传播，在到达被测物体时被反射返在空气中传播，在到达被测物体时被反射返SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

31、aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFor

32、matLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFcccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc

33、ccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagrap

34、hFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctio

35、nParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLin

36、esToPoctionParagra 2回，由接收器接收，其往返时间为回，由接收器接收，其往返时间为 t t，由，由 s=vt/2s=vt/2 即可算出被测物体的距离。由即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速于超声波也是一种声波，其声速 v v 与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。表表 1-11-1 超声波波速与温

37、度的关系表超声波波速与温度的关系表温度（温度（）-30-30-20-20-10-100 0101020203030100100声速声速（m ms s）313313319319325325323323338338344344349349386386.2.2.2.2 超声波测距仪原理框图如下图超声波测距仪原理框图如下图单片机发出单片机发出 40kHZ40kHZ 的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动

38、单片机中断程序，测得时间为断程序，测得时间为 t t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送 LEDLED 显示。显示。超声波发射器放大电路超声波接收器放大电路锁相环检波电路定时器单片机控制显示器图图 1-11-1 超声波测距仪原理框图超声波测距仪原理框图.3.3 课题设计的任务和要求课题设计的任务和要求设计一超声波测距仪，任务：设计一超声波测距仪，任务：(1).(1).了解超声波测距原理。了解超声波测距原理。(2).(2).根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。设计一超声波测距仪，要求：

39、设计一超声波测距仪，要求：(1).(1).设计出超声波测距仪的硬件结构电路。设计出超声波测距仪的硬件结构电路。(2).(2).对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。实现利用超声波方法测量物体间的距离。(3).(3).对设计的电路进行分析。对设计的电路进行分析。(4).(4).以数字的形式显示测量距离。以数字的形式显示测量距离。SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatL

40、ineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesT

41、oPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectio

42、nParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

43、aaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLi

44、nesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLin

45、eSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra 31 1 课程的方案设计与论证课程的方案设计与论证1.11.1 系统整体方案的设计系统整体方案的设计由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。并且在测量

46、精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。 超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨械方式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率、和声波特性各不相同，因而用和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率、和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。根据设计要途也各不相同。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。

47、根据设计要求并综合各方面因素，本文采用求并综合各方面因素，本文采用 AT89C51AT89C51 单片机作为控制器，用动态扫描法实现单片机作为控制器，用动态扫描法实现LEDLED 数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。 1.21.2 系统整体方案的论证系统整体方案的论证 超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另算出传播距离。实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接

48、收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。 测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。由于超声波在空气中传播时会有相当的由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比；而频率高分辨率也高，故短距离测量时应衰减，衰减的程度

49、与频率的高低成正比；而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLi

50、neSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagrap

51、hFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPocti

52、onParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

53、bbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFor

54、matLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra 42 2 系统的硬件结构设计系统的硬件结构设计硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声硬件电路的设计主要包

55、括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用波检测接收电路三部分。单片机采用 AT89C51AT89C51 或其兼容系列。采用或其兼容系列。采用 12MHz12MHz 高精度的高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用 P1.0P1.0 端口输出超声波换端口输出超声波换能器所需的能器所需的 40kHz40kHz 的方波信号，利用外中断的方波信号，利用外中断 0 0 口监测超声波接收电路输出的返回信口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的号。显示电路采用简单实用的 4 4 位共阳位

56、共阳 LEDLED 数码管，段码用数码管，段码用 74LS24474LS244 驱动，位码用驱动，位码用PNPPNP 三极管三极管 85508550 驱动。驱动。2.12.1 5151 系列单片机的功能特点及测距原理系列单片机的功能特点及测距原理36362.1.12.1.1 5151 系列单片机的功能特点系列单片机的功能特点 5l5l 系列单片机中典型芯片系列单片机中典型芯片(AT89C51)(AT89C51)采用采用 4040 引脚双列直插封装引脚双列直插封装(DIP)(DIP)形式，形式，内部由内部由 CPUCPU，4kB4kB 的的 ROMROM，256256 B B 的的 RAMRAM

57、，2 2 个个 16b16b 的定时计数器的定时计数器 TOTO 和和 T1T1，4 4 个个 8 8 b b 的工的工O O 端端 I I：IP0IP0，P1P1，P2P2，P3P3，一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列，一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的单片机片内的 FlashFlash 可编程、可擦除只读存储器可编程、可擦除只读存储器(EPROM)(EPROM)，使其在实际中有着十分，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。该系列单广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。该系列单片机引脚与封装如图片

58、机引脚与封装如图 2-12-1 所示所示。SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

59、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2Selection

60、ParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelect

61、ionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphForm

62、atLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingL

63、inesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagra 55l5l 系列单片机提供以下功能：系列单片机提供以下功能：4 4 kBkB 存储器；存储器；256256 BRAMBRAM；3232 条工条工O O 线；线；2 2 个个 16b16b 定定时计数器；时计数器；5 5 个个 2 2 级中断源；级中断源；1

64、 1 个全双向的串行口以及时钟电路。个全双向的串行口以及时钟电路。空闲方式：空闲方式：CPUCPU 停止工作，而让停止工作，而让 RAMRAM、定时计数器、串行口和中断系统继续工作。、定时计数器、串行口和中断系统继续工作。掉电方式：保存掉电方式：保存 RAMRAM 的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。件复位。5l5l 系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的片内系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统

65、。资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。2.1.22.1.2 单片机实现测距原理单片机实现测距原理 单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差波，从而测出发射和接收回波的时间差 trtr，然后求出距离，然后求出距离 S SCtCt2 2，式中的，式中的 C C 为为超声波波速。超声波波速。限制该系统的最大可测距离存在限制该系统的最大可测距离存在 4 4 个因素：个因素：超声波的幅度、反射的质地、反超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以

66、及接收换能器的灵敏度。射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingL