【终稿】浓缩机设计【CAD图纸全套终稿】

全面详细的对该系统硬件的各个部分主要是发射接收检测以及显示这四部分电路的电路原理进行分析阐述。

了解系统设计的般情况。

第四章系统软件设计系统软件设计系统程序结构温度传感器接口模块。

该模块首先要初始化程序，然后再写入命令最后进行读取子程序。

基于的显示模块。

该模块和温度传感接口模块用法相似。

温度补偿与距离计算模块。

该模块需要对超声波发送控制程序接收处理程序温度补偿子程序等进行程序编写。

本次设计使用语言编写程序，语言相比汇编有许多的优势编译器使用进行程序编译，功能强大使用方便。

系统软件的主程序可分为以下几部分系统初始化。

按键处理。

各个子程序的调度管理。

本设计主程序的思想如下温度为两位显示，距离为三位显示，单位为。

温度每隔就会进行次采样。

符合在位精度下转换周期。

所以满足该速度要求。

每隔超声波就会发送次。

按键为测量启动键。

系统采用的内时钟。

没有使用看门狗功能。

超声波发送定时间后才开始启动检测，避免直达信号造成误判。

所以系统最小测量约为。

如图所示描述了各个模块的关系。

距离计算温度检测温度补偿超声波发射超声波接收按键处理显示电路蜂鸣器报警图系统软件方框图主函数屏幕初始化温度初始化外部中断子程序如图所示，中断服务程序是响应单片机的外部中断。

由系统主程序进行发射的脉冲信号。

该脉冲信号会在遇到障碍物后发生反射而产生反射波。

反射波被接收检测电路接收后，将会产生能指挥单片机进行下步操作的外中断信号。

而在中断服务程序当中，首先需要对现场进行必要保护。

然后再读取进入中断服务程序的计数。

对该计数数据处理后再通过计算得取距离值，同时将得出的距离数值转换为十进制。

最后送到口显示输出。

外部中断入口关外部中断读取时间值计算距离结果输出开外部中断返回图外部中断子程序流程框图定时器中断子程序定时器中断子程序流程图如图所示。

由于单片机中的定时器是位的，因而会存在个最大计时时间，通过计算可是是。

当测量的距离很远的时候，定时器的工作出错，发生溢出现象。

所以必须对溢出中断进行相应的设置才能使得单片机正常工作。

同时由于硬件原因，电路测量距离的最大量程为米。

当实际测量距离超出最大量程时，接收探头就检测不到回波。

也就是不能产生外部中断更会因此而不能关闭定时器。

定时终端关闭定时器定时器初始化发射脉冲串打开定时器返回图定时终端子程序流程重要功能实现在软件设计方面，要达到实验目的，实现基于单片机的超声波测距系统的设计与实现。

除了以上程序需要编写外，还需要对温度读取功能温度转换声速和距离计算进行编程实现。

实现温度读取功能温度初始化启动超声波!当为零时等待开启计数当为计数并等待关闭计数温度转换度温度实现温度转换声速计算不同温度下的速度大于算出来是其余温度下的计算方法与上面的程序所写的样，只需更换系数即可。

实现距离计算距离计算为当时的超声速度事项超声波模块的工作原理首先由超声波发射器向测量目的地发出发射波，定时器同时开始计时。

到达目的地后会发生反射并立刻返回。

当超声波接收器接收到反射波后定时器就会马上停止计时。

限制该系统最大可测距离有四个因素超声波的幅度。

反射的质地。

反射回波和入射声波之间的夹角。

接收换能器的灵敏度。

测距误差主要来自以下四个方面超声波波束与探测目标的入射角影响。

超声波的回波强度受测量距离的直接影响。

般来说，距离越远，强度越弱。

然而实际测量时，却不定是第个回波过零点触发。

超声波的传播速度对测距有影响。

然而超声波在传播媒质中传播时会受到温度其次还受压力和密度的直接影响。

为提高测量精度需对声速进行修正。

利用发射波的往返来进行距离计算是超声波测距的基本原理。

实际上这种测量方法存在发射和反射夹角，设这个夹角的大小为。

当很小的时候，可近似的认为该夹角不存在，因此按公式进行距离的计算当夹角很大时，就需要对距离进行修正，修正公式为公式在实际测量过程中，超声波测距板块上的发射探头和接收探头是并排在铜板上的，因此都会存在个有效测量夹角。

本设计所使用的超声波测距模块的有效夹角为度。

超声波接收电路设计接收换能器晶片在接收到超声波垂直作用后，会产生谐振。

并因此会形成逐步加强的机械振动。

因压电效应晶片只可以提供微小的交变电压信号，却不能提供电流信号。

因此要用个前置放大电路将该信号充分放大，并为了排除干扰信号，在放大有用信号的同时还应加入滤波电路。

为了后续电路的设计更合理实用，需要加个前置放大电路。

该放大电路能够对我们所需要的信号进行放大，对噪声干扰信号抑制。

通过这样操作来达到所需要求的最大信噪比的目的。

图前置放大电路前置放大电路的电路图如图所示。

为满足设计要求，前置放大器的输入阻抗要足够大。

同时还必须有高精度小输入的偏置电压。

为减小该系统地线噪声的影响，需要采取相应的措施，通过采用前置放大器与其他元件组成反向比例放大电路是其中种非常有效的方法。

该放大器电路结构简单，本次设计用到的放大器是用和来调节电压的放大倍数的。

图中称为平衡电阻，是为了平衡两输入端的电阻而存在。

为了满足系统设计需要，通过放大电路将输入信号放大倍。

显示部分本设计系统所测量得到的距离会用液晶显示屏来显示。

显示屏的参数如表。

表参数显示容量个字符芯片工作电压芯片工作电流模块最佳工作电压字符尺寸液晶显示屏具有小体积低消耗使用方便和显示内容丰富等优点。

比数码管更专业美观。

在实际使用过程中，的数据线要与单片机的口连接，的控制线要与单片机的口连接。

如图所示。

图液晶显示电路第脚为地电源。

第脚接正电源。

第脚为液晶显示器对比度调整端。

接正电源时对比度最低，接地电源时对比度最高。

对比度过高会产生“鬼影”，可通过个的电位器调整对比度。

第脚为寄存器选择。

低电平选用指令寄存器，高电平选用数据寄存器。

第脚为读写信号线。

低电平时进行写操作，高电平时进行读操作。

第脚端为使能端。

当端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第脚为位双向数据线。

第脚空脚为了布线方便，单片机端的与的连接，正好反着接。

因此在编写软件时要记得做相应处理，才能读取正确。

报警部分采用个蜂鸣器，由输出定频率的信号。

在连接到蜂鸣器之前，先由个三极管的放大。

报警部分的连线，如图所示。

图蜂鸣器报警电路部分内部结构主要由四部分构成。

分别为位光刻。

温度传感器。

非挥发温度报警触发器和。

配置寄存器。

因声速与空气的温度有关，所以为了提高系统精度，采用温度补偿功能。

本设计将采用温度传感器进行环境温度采集。

该温度传感器具有简单体积小精度高连接方便和线路简单等特点。

将的数据线与单片机的口相连，这样温度传感器就能将检测到的环境温度发送到单片机达到温度测量的目的。

如图所示。

图温由上表数据可看出，测量精度受温度和测量距离的远近的影响。

般来说随温度的升高和测量距离的加长而变大。

本章小结本章节就怎样实现该设计并得出结果进行了软件设计方面的分析阐述并简要地将相关程序加以直观罗列。

结论本设计是以单片机为核心，加以温度和超声波传感器液晶显示屏以及蜂鸣器并利用超声波的特性设计出的种简单易操作的测距系统。

超声波检测比较简单易操作，测量精度也足够日常声波使用。

当然，通过增强扩展之后已能满足工业使用要求。

随着科技的不断高速发展，超声波也将渗透应用于更加宽广的领域。

就目前来说，超声波仍然存在局限性，因此需要对超声波进行更加有力的研究，使得超声波能够为人类世界体更更好的服务。

在设计之前，查阅了大量的资料。

虽然这之间碰到过诸多问题，但通过求助老师和同学顺利地克服了它们。

在设计的过程中，不但有了知识的增长，更是改进了自身的些缺点不足，锻炼了自己的实际动手能力。

这对以后的工作生活是很有意义的。

参考文献郭天祥新概念单片机语言教程电子工业出版社，郑锋，王巧芝等单片机应用系统中国铁道出版社，刘向宇，秦龙单片机语言电子工业 湘潭县位于湖南中部偏东湘江下导致树势衰退，落花落果普遍，病虫严重，形成 挂果少的局面，全县平均亩产茶油仅为公斤左右，产值只 有元亩。

因此，提高油茶产业的科技含量，增加农民 收入已经刻不容缓。

本项目采用公司带基地带农户的形务林不如打工”的心态，致使 油茶林长期疏于管理，荒芜严重，树龄老化。

湘潭县现有油茶林面积公顷，大部分是上世纪五十年代的天然林和 六七十年代的人工林，品种退化，树龄老化，杂草丛生， 地力退化，术的需要 目前，我省油茶种植长期粗放经营，科技含量不高，整 体效益低，大部分油茶产区群众习惯于原始的生产方式，视 油茶为天赐之物，不抚不育同时，由于投入少，效益差， 大多数林农抱着“油茶利薄茶林多数处于老化期，油茶品种良莠不齐， 加之管理不善，造成单产很低，种植农户生产积极性不高。

因此，油茶茶丰产栽培示范基地的建设对振兴油茶种植业有 示范带动的积极作用。

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是振兴油茶种植业的需要 我省油茶种植面积居全国前列，但近年来油茶林面积却 持续减少，现有油茶广大农户 建设油茶林的积极性，将使更多的荒山坡地披上绿装，有利 于防止水土流失，维护生态平衡。

是振兴油茶种植业的需要 我省油茶种植面积居全国前列，但近年来油茶林面积却 持续减少，现有油茶林多数处于老化期，油茶品种良莠不齐， 加之管理不善，造成单产很低，种植农户生产积极性不高。

因此，油茶茶丰产栽培示范基地的建设对振兴油茶种植业有 示范带动的积极作用。

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湘潭县现有油茶林面积公顷，大部分是上世纪五十年代的天然林和 六七十年代的人工林，品