高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。简介是种带字节存储器的低电压高性能位微处理器，俗称单片机。是种带字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除次。该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中，的是种高效微控制器，是它的种精简版本。单片机为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示主要特性与兼容字节可编程存储器寿命写擦循环数据保留时间年全静态工作三级程序存储器锁定位内部可编程线两个位定时器计数器个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明供电电压。接地。口口为个位漏级开路双向口，每脚可吸收门电流。当口的管脚第次写时，被定义为高阻输入。能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。在编程时，口作为原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。口口是个内部提供上拉电阻的位双向口，口缓冲器能接收输出门电流。口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入，口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在编程和校验时，口作为第八位地址接收。口口为个内部上拉电阻的位双向口，口缓冲器可接收，输出个门电流，当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取时，口输出地址的高八位。在给出地址时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，口输出其特殊功能寄存器的内容。口在编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。口口管脚是个带内部上拉电阻的双向口，可接收输出个门电流。当口写入后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，口将输出电流这是由于上拉的缘故。口也可作为的些特殊功能口，如下表所示口管脚备选功能串行输入口串行输出口外部中断外部中断记时器外部输入记时器外部输入外部数据存储器写选通外部数据存储器读选通口同时为闪烁编程和编程校验接收些控制信号。复位输入。当振荡器复位器件时，要保持脚两个机器周期的高电平时间。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过个脉冲。如想禁止的输出可在地址上置。此时，只有在执行，指令是才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态禁止，置位无效。外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式时，将内部锁定为当端保持高电平时，此间内部程序存储器。在编程期间，此引脚也用于施加编程电源。反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。来自反向振荡器的输出。振荡器特性和分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，应不接。有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。红外接收芯片简介应用原理图如下引脚号说明超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为。该脚与地之间连接串联网络，它们是负反馈串联网络的个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻或减小,将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但的改变会影响到频率特性，般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为，。该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均获得较稳定的时钟频率，减小测量误差。单片机用端口输出超声波转化器所需的方波信号，利用外中断口检测超声波接受电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的液晶显示。超声波发射电路原理图超声波发射电路原理图压电超声波转换器的功能利用压电晶体谐振工作。内部结构上图所示，它有两个压电晶片和个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是超声波发生器如没加电压，当共振板接受到超声波时，将压迫压电振荡器作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接受转换器。超声波发射转换器与接受转换器其结构稍有不同。超声波检测接收电路采用集成电路，这是款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率与测距超声波频率较为接近，可以利用它作为超声波检测电路。实验证明其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当改变的大小，可改变接受电路的灵敏度和抗干扰能力。超声波接收电路图系统程序设计超声波测距软件设计主要由主程序，超声波发射子程序，超声波接受中断程序及显示子程序组成。语言程序设计有利于实现较复杂的算法，汇编语言程序则具有较高的效率并且容易精确计算程序运行的时间下面对超声波测距器的算法，主程序，超声波发射子程序和超声波接受中断程序逐介绍。超声波测距器的算法设计下图示意了超声波测距的原理，即超声波发生器在时刻发出的个超声波信号，当超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器所接受。这样只要计算出发生信号到接受返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离计算公式为被测物与测距器的距离，为声波的来回路程，为声速，为声波来回所用的时间声速与温度有关，如温度变化不大，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。声速确定后，只要测得超声波往返时间，即可求得距离。在系统加入温度传感器来监测环境温度，可进行温度被偿。这里可以用测量环境温度，根据不同的环境温度确定声速提高测距的稳定性。为了增强系统的可靠性，应在软硬件上采用抗干扰措施。不同温度下的超声波声速表结论本设计采用单片机作为计时及主控制器用作超声波发射器用和构成超声波检测接收电路。将相关控制编程，写入单片机，实现了以单片机控制的超声波测距器。本超声波测距器采用硬件电路和软件控制相结合，电路结构简单，低成本，操作方便，工作稳定，测量精度较。可用于日常生活及工农业生产中距离的测量及位置监控。例如管道长度油井深度液面高度，建筑施工各点定位等。本超声波测距器只具有测量显示功能，没有反馈与控制功能。其设计思想可以应用于智能安全系统。例如，在车辆智能自动安全系统中,检测车辆左右动静态障碍物，并显示距离，至危险区域后与智能模糊控制器通信以采取最佳避让措施等。致谢首先，我要感谢张老师在毕业设计中对我给予的悉心指导和严格要求，同时也感谢本校的些老师在毕业设计期间所给予我得帮助。在我毕业论文写作期间，各位老师给我提供了种种专业知识上的指导和日常生活上的关怀，没有您们这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业设计，借此机会，向您们表示由衷的感激。同时还要感谢系实验室在毕业设计期间提供给我们优越的实验条件。接着，我要感谢和我起做毕业设计的同学。在毕业设计的短短几个月里，你们给我提出很多宝贵的意见，给了我不少帮助还有工作上的支持，在此也真诚的谢谢你们。同时，我还要感谢我的寝室同学和身边的朋友，正是在这样个团结友爱，相互促进的环境中，在和他们的相互帮助和启发中，才有我今天的小小收获。还有许许多多给予我学业上鼓励和帮助的朋友，在此无法列举，在此也并表示忠心地感谢,附录总电路图源程序清单引脚定义片选高电平有效单片使用时可固定高电平数据时钟延时,算出来是中断用来计数器溢出,超过测距范围中断溢出标志中断用来扫描数码管和计启动模块启动次模块设为方式，设置液晶显示器计算,当为零时等待开启计数当为计数并等待关闭计数毕业设计论文超声波测距器的设计学院信息技术学院姓名王富娟学号班级目录第章前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波测距器的当前发展情况„„„„„„„„„„„„„„„„„第二章方案论证„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„提出方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第三章超声波测距的原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波的介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„什么是超声波„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波的特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波的应用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波测距器的原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波发生器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„压电式超声波发生器原理„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波测距原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第四章系统的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„软件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波发生子程序和超声波接收中断程序„„„„„„„„„„第五章系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„单片机系统及显示电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波发射电路原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„超声波检测接收电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第六章系统程序设计超声波测距器的算法设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„第七章结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第八章致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附总电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„