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《基于stcc的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、接口實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目：基于STC89C52的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握單片機(jī)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，利用VC設(shè)計(jì)界面程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC機(jī)的通信。深入了解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)分析能力，并在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)和調(diào)試微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。二．實(shí)驗(yàn)方案論證本實(shí)驗(yàn)采用了三個(gè)定時(shí)器和串口直接下載，在本科使用過(guò)的AT89S52只要兩個(gè)定時(shí)器，并且只能用專門(mén)的下載器去下載程序，所以它已經(jīng)不能滿足本次實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的要求。而微處理器STC89C52單片機(jī)內(nèi)部有三個(gè)定時(shí)器。還支持ISP下載，只要一個(gè)MAX232和一些廉價(jià)的元件就能寫(xiě)程
2、序，就不用專門(mén)的下載口和下載器，直接用串口下載。并且它是一款增強(qiáng)型51單片機(jī)，完全兼容MCS-51，價(jià)格較低，還增加了新的功能，比如新增兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，多一個(gè)外中斷，內(nèi)置EEPROM，硬件看門(mén)狗，具有掉電模式，512B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，8K程序存儲(chǔ)器等，這大大方便了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選用的超聲波傳感器為T(mén)/R40，可以通過(guò)控制產(chǎn)生40kHz的方波，來(lái)人工控制超聲波傳感器對(duì)超聲波的收發(fā)。產(chǎn)生40kHz的方波第11頁(yè)共11頁(yè)我首先想到的是用NE555產(chǎn)出，經(jīng)過(guò)實(shí)踐調(diào)試特難。通過(guò)在網(wǎng)上查閱資料，發(fā)現(xiàn)用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生既避免了調(diào)試?yán)щy，又精確。所以本
3、系統(tǒng)由單片機(jī)使用定時(shí)器1編程產(chǎn)生40kHz的方波。由P1.6口輸出，再經(jīng)過(guò)74LS04驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器T40發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)后，由超聲波傳感器R40接收到信號(hào).通過(guò)接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理送至單片機(jī)。單片機(jī)將發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔通過(guò)串口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)利用聲波的傳播速度與時(shí)間數(shù)據(jù)計(jì)算出到障礙物的距離。另外，為了提高測(cè)距的精度，本系統(tǒng)采用溫度補(bǔ)償修正聲速。測(cè)溫模塊主要由18B20完成。三．系統(tǒng)整體框圖T40單片機(jī)MAX232串口RS232PC機(jī)PIC16F87774LS04R40CX20106
4、18B20測(cè)溫蜂鳴器報(bào)警四．系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1.1RS232電平轉(zhuǎn)換電路52單片機(jī)的串口是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串口.RS-232標(biāo)準(zhǔn)時(shí)在RS-232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改進(jìn)形成的。其適合于數(shù)據(jù)速率在0至20kb/s范圍內(nèi)的通信，本次實(shí)驗(yàn)傳送數(shù)據(jù)時(shí)波特率為9600，8位數(shù)據(jù)，無(wú)校驗(yàn)。具體電路圖如下：第11頁(yè)共11頁(yè)圖1RS232電平轉(zhuǎn)換電路1.2單片機(jī)及電源接口部分電路單片機(jī)部分的復(fù)位及晶振電路都是常見(jiàn)的接法，電源用一個(gè)按鍵控制接通與斷開(kāi)，使得程序下載變得方便。具體電路如下：第11頁(yè)共11頁(yè)圖2單片機(jī)部分電路圖3電源部分電路1.3超聲波發(fā)射電路為
5、了提高發(fā)射強(qiáng)度，發(fā)射電路由反相器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成，用推免形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反相器并聯(lián)，用于提高驅(qū)動(dòng)能力。圖4是數(shù)字電路構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路，它有單片機(jī)輸出的40KHZ的方波信號(hào)一路徑一級(jí)反相器后送到超第11頁(yè)共11頁(yè)聲波換能器的一個(gè)電極，另一路徑兩級(jí)反相器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極。具體電路如下：圖4超聲波發(fā)射電路1.4超聲波接收電路超聲波接收電路主要由CX20106A構(gòu)成。集成電路CX20106A是日本索尼公司的一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。CX
6、20106A用于在輸入信號(hào)過(guò)強(qiáng)時(shí)防止前置放大器過(guò)載，內(nèi)部設(shè)有帶通濾波器，頻率f0可由5腳的外接電阻或電位器調(diào)節(jié)。使用時(shí)調(diào)節(jié)方便，抗電磁干擾能力強(qiáng)?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測(cè)距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路，實(shí)驗(yàn)證明，用CX20106A接收超聲波（無(wú)信號(hào)時(shí)輸出高電平）具有很高的靈敏度和抗干擾能力。適當(dāng)?shù)母碾娙軨11的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。具體電路如下：第11頁(yè)共11頁(yè)圖5超聲波接收電路1.5溫度修正電路電路主要采用MAXIM公司的DS18B20作為溫度傳感和測(cè)量裝置，測(cè)量分辨率可
7、選9位或12位。因此完全可以滿足普通條件下的測(cè)溫要求。DS18B20采TO一92型封裝只有3個(gè)引腳，一根電源線，一根地線，一根數(shù)據(jù)線，每片DS18B20有一個(gè)64位串行代碼存儲(chǔ)器。這里用P3.6口作為與DS18B20的數(shù)據(jù)輸入輸出口。具體電路如下：圖6溫度修正電路1.5出錯(cuò)報(bào)警電路若上位機(jī)和下位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)出錯(cuò)則通過(guò)P1.7控制蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警。具體電路如下：第11頁(yè)共11頁(yè)圖7出錯(cuò)報(bào)警電路2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分，一是單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，二是上位機(jī)程序設(shè)計(jì)。單片機(jī)部分主要包括兩部分，一是超聲波發(fā)射程序的設(shè)計(jì)；二是超聲波接收程序的設(shè)計(jì)。2.
8、1.1超聲波發(fā)射程序的設(shè)計(jì)超聲波發(fā)射所需的40KHZ的方波脈沖是通過(guò)單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1工作在定時(shí)器工作
