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《基于STCC的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、基于STC89C52的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：接口實驗報告題目：基于STC89C52的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計一．實驗?zāi)康耐ㄟ^本次實驗，掌握單片機(jī)的C語言程序設(shè)計，利用VC設(shè)計界面程序，實現(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，并在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高設(shè)計和調(diào)試微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。二．實驗方案論證本實驗采用了三個定時器和串口直接下載，在本科使用過的AT89S52只要兩個定時器，并且只能用專
2、門的下載器去下載程序，所以它已經(jīng)不能滿足本次實驗所設(shè)計的系統(tǒng)的要求。而微處理器STC89C52單片機(jī)內(nèi)部有三個定時器。還支持ISP下載，只要一個MAX232和一些廉價的元件就能寫程序，就不用專門的下載口和下載器，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，價格較低，還增加了新的功能，比如新增兩級中斷優(yōu)先級，多一個外中斷，內(nèi)置EEPROM，硬件看門狗，具有掉電模式，512B數(shù)據(jù)存儲器，8K程序存儲器等，這大大方便了本系統(tǒng)的設(shè)計。本實驗設(shè)計的系統(tǒng)選用的超聲波傳感器為T/R40，可以通過控制產(chǎn)生40kHz的方波，來人工控制超聲波傳感
3、器對超聲波的收發(fā)。產(chǎn)生40kHz的方波我首先想到的是用NE555產(chǎn)出，經(jīng)過實踐調(diào)試特難。通過在網(wǎng)上查閱資料，發(fā)現(xiàn)用單片機(jī)的定時器產(chǎn)生既避免了調(diào)試?yán)щy，又精確。所以本系統(tǒng)由單片機(jī)使用定時器1編程產(chǎn)生40kHz的方波。由P1.6口輸出，再經(jīng)過74LS04驅(qū)動超聲波傳感器T40發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來后，由超聲波傳感器R40接收到信號.通過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間間隔通過串口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)利用聲波的傳播速度與時間數(shù)據(jù)計算出到障礙物的距離。另外，為了提高測距的精度，本系
4、統(tǒng)采用溫度補(bǔ)償修正聲速。測溫模塊主要由18B20完成。三．系統(tǒng)整體框圖T40單片機(jī)MAX232串口RS232PC機(jī)PIC16F87774LS04R40CX2010618B20測溫蜂鳴器報警四．系統(tǒng)軟硬件設(shè)計1系統(tǒng)硬件設(shè)計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)時在RS-232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(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，本次實驗傳送數(shù)據(jù)時波特率為9600，8位數(shù)據(jù)，無校驗。具體電路圖如下：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
5、見的接法，電源用一個按鍵控制接通與斷開，使得程序下載變得方便。具體電路如下：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。輸出端采用兩個反相器并聯(lián)，用于提高驅(qū)動能力。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的方波信號一路徑一級反相器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路徑兩級反相器后送到超聲波換能器的另一個電極。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CX20
6、106A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。CX20106A用于在輸入信號過強(qiáng)時防止前置放大器過載，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與測距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路，實驗證明，用CX20106A接收超聲波（無信號時輸出高電平）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：圖5超聲波接收
7、電路1.5溫度修正電路電路主要采用MAXIM公司的DS18B20作為溫度傳感和測量裝置，測量分辨率可選9位或12位。因此完全可以滿足普通條件下的測溫要求。DS18B20采TO一92型封裝只有3個引腳，一根電源線，一根地線，一根數(shù)據(jù)線，每片DS18B20有一個64位串行代碼存儲器。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出錯報警電路若上位機(jī)和下位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時出錯則通過P1.7控制蜂鳴器產(chǎn)生報警。具體電路如下：圖7出錯報警電路2.系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件設(shè)計主要包括兩個部分，一是單片機(jī)程序設(shè)計，二是上位機(jī)程序設(shè)計
8、。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；二是超聲波接收程序的設(shè)計。2.1.1超聲波發(fā)射程序的設(shè)
