《單片機(jī)實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《單片機(jī)實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告.docx（63頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

超聲波測(cè)距實(shí)訓(xùn) 總結(jié)報(bào)告 專業(yè)： 電子信息工程 班級(jí)： 信息091 姓名： 鄭干恒（15） 何清華（43） 指導(dǎo)教師： 鄔志鋒 日期： 2012.6. 19 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 交通信息學(xué)院 摘要 超聲波測(cè)距技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)生活中已有很廣泛的應(yīng)用，本報(bào)告在了解超聲波測(cè)距原理的基礎(chǔ)上，完成了基于時(shí)差測(cè)距原理的一種超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，其中的控制芯片是STC89C52RC系列單片機(jī)。報(bào)告著重介紹了STC89C52RC與超聲波測(cè)距模塊組成的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的組成原理以及應(yīng)用，另外也介紹了LCD顯示等模組的應(yīng)用。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)于小距離測(cè)距、機(jī)器人檢測(cè)、車輛倒車?yán)走_(dá)以及家居安防系統(tǒng)等應(yīng)用方案。最后實(shí)際使用表明能實(shí)現(xiàn)基本測(cè)量。 【關(guān)鍵詞】STC89C52RC 超聲波 距離測(cè)量 一、設(shè)計(jì)背景 本次設(shè)計(jì)的是以STC89C52RC單片機(jī)為核心的微型化數(shù)字顯示超聲波距離測(cè)量?jī)x。 二、 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 1、 實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離非接觸性測(cè)量 2、 實(shí)現(xiàn)測(cè)量距離的顯示 三、超聲波測(cè)距簡(jiǎn)介 超聲波測(cè)距原理：超聲波具有方向性好，在介質(zhì)中傳播能量消耗緩慢，且其速度遠(yuǎn)小于光速等特點(diǎn)，因而超聲波可用于距離測(cè)定。超聲波測(cè)距的基本思想是，通過測(cè)量從超聲波發(fā)射到接受到反射回波的時(shí)間間隔來計(jì)算距離。 四、系統(tǒng)工作原理框圖 單 片 機(jī) 控 制 超聲波發(fā)送 發(fā)送 障礙物 液晶顯示 超聲波接收 圖1 超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理框圖 五、超聲波測(cè)距的實(shí)現(xiàn)方法 總體介紹： 規(guī)格：10cm*10cm 實(shí)圖： 功能簡(jiǎn)介 增加5cm報(bào)警距離 發(fā)射信號(hào) 超聲波發(fā)射 超聲波接收 復(fù)位鍵 減少5cm報(bào)警距離 液晶顯示 蜂鳴器 下載端口 電源開關(guān) 停止信號(hào)發(fā)射 圖2 實(shí)物圖展示 5.1硬件實(shí)現(xiàn)方法 硬件電路主要分為單片機(jī)系統(tǒng)、顯示及發(fā)聲電路、矩陣鍵盤電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路五部分。 5.1.1超聲波發(fā)射電路 超聲波發(fā)射電路原理圖如圖3所示，發(fā)射電路主要由反向器（74LS04）和超聲波換能器構(gòu)成。單片機(jī)P31口輸出的40KHZ方波信號(hào)經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。上拉電阻R9和R10一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。 圖3 超聲波發(fā)射電路 5.1.2超聲波接收電路 超聲波接收電路原理圖如圖4所示。集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，考慮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接收電路。 圖4 超聲波接收電路 5.1.3單片機(jī)系統(tǒng) 測(cè)距系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C52RC為核心，采用24MHZ晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用P31端口輸出超聲波換能器所需的40KHZ方波信號(hào)，利用外中斷0監(jiān)測(cè)超聲波接收電路的返回信號(hào)。單片機(jī)系統(tǒng)電路如圖5所示。 圖5 單片機(jī)最小系統(tǒng) 5.1.4顯示、發(fā)聲電路 顯示電路采用LCD1602液晶。發(fā)聲電路采用蜂鳴器HXD。如圖6 所示。 圖6顯示、發(fā)聲電路 錯(cuò)誤！未找到目錄項(xiàng)。由于本系統(tǒng)所需要用到的按鍵比較少，所以采用獨(dú)立式鍵盤電路 圖7矩陣鍵盤電路 5.2軟件實(shí)現(xiàn)方法 5.2.1 測(cè)距算法 超聲波測(cè)距電路的程序設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。 測(cè)量過程：超聲波發(fā)生器發(fā)射出一系列超聲波后，碰到反射物返回，然后接收器接收到發(fā)射波后送往CX20106A進(jìn)行檢波，產(chǎn)生外部中斷，單片機(jī)通過計(jì)算前后時(shí)間差即可算出距離。假設(shè)環(huán)境溫度為25C，此時(shí)聲速為V=346m/s，由此可以推出距離S： S = v*△t /2 △t=(TH0*256+TL0)/ (fosc/12) 既得， S=V*(TH0*256+TL0)/ (fosc/12)/2 說明：THO，TLO為產(chǎn)生外部中斷時(shí)的當(dāng)前值, fosc為我們采用的晶振頻率（24MHZ）,通過上式可以求出距離S（m）。 5.2．2 主程序流程圖 開 始 系統(tǒng)初始化 發(fā)送超聲波脈沖 接收反射信號(hào)觸發(fā)中斷 計(jì)算距離 顯示結(jié)果 圖5 主程序流程圖 說明：T0用于計(jì)算超聲波的傳播時(shí)間，工作在方式1，16位計(jì)數(shù)器，約32.5ms溢出一次，T1用于發(fā)射超聲波，工作在方式2,8位重裝載計(jì)數(shù)器，初值為0xe7，即每12.5us取反一次，產(chǎn)生40KHZ方波。T1以查詢方式發(fā)射超聲波，當(dāng)定時(shí)器T0中斷產(chǎn)生時(shí)，在中斷處理程序中讀取T1當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，因?yàn)榫д耦l率為24mhz，所以每計(jì)數(shù)一次用時(shí)0.5us，所以可以得到從超聲波發(fā)送到反射回來的時(shí)間，進(jìn)而可以通過計(jì)算得到距離。 六、 系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析 實(shí)際(cm) 1 2 3 4 10 40 60 80 100 110 120 130 測(cè)量(cm) 3 3 4 4 10 40 60 80 99 110 120 129 誤差(cm) 2 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 經(jīng)過測(cè)試得該系統(tǒng)的測(cè)距誤差大約為1cm，測(cè)量盲區(qū)為0-—4cm，最大有效范圍250cm 七、 參考文獻(xiàn) 《單片機(jī)C語言應(yīng)用100例》 王東峰 王會(huì)良 懂冠強(qiáng) 編著 電子工業(yè)出版社 《單片機(jī)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書》 鄔志鋒 香永輝 編著 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 《Altium Designer 快速入門》 余向民 主編 北京航空航天大學(xué)出版社 實(shí)訓(xùn)心得 這次親手做出超聲波測(cè)距器，再用自己做的超聲波測(cè)距行距離的測(cè)量，不僅能判斷數(shù)據(jù)的正誤，而且對(duì)其測(cè)距的原理非常的清楚，掌握了怎樣把距離變?yōu)樾盘?hào)再表示出來的轉(zhuǎn)換思想。在做超聲波測(cè)距器的過程中，我們小組成員分工明確，各有所職，從剛開始找資料，分析資料講的超聲波測(cè)距原理，到大家確定方案，再到準(zhǔn)備材料單，畫出電路圖，做出電路板，到焊接電路，和最后的調(diào)試電路，使其能夠顯示出數(shù)據(jù)，和盡可能的準(zhǔn)確測(cè)出數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，大家也碰到了些小麻煩，比如說，第一次制作好電路板的時(shí)候，我們的系統(tǒng)根本無法工作，無法下載程序，經(jīng)過我們的細(xì)心查找，終于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重大的錯(cuò)誤——我們的原理圖上，原本應(yīng)該接地的一個(gè)端口被接上了電源，導(dǎo)致晶振無法起振；并且在實(shí)際焊接電路板時(shí)有一個(gè)排阻也接反了。發(fā)現(xiàn)了這些錯(cuò)誤后我們毅然決定重新再做一塊電路板。第二塊電路板做出來后，我們的板子已經(jīng)能下載程序了。但是我們?cè)诮酉聛砭帉懗绦虻墓ぷ髦杏钟龅搅艘粋€(gè)難題：我們把在軟件上調(diào)試好的程序下載到單片機(jī)系統(tǒng)中，但是卻沒能實(shí)現(xiàn)測(cè)距的功能，在多次反復(fù)檢查硬件后，我們一致認(rèn)為是超聲波模塊出現(xiàn)了故障，最后我們又到電協(xié)用示波器測(cè)試超聲波的發(fā)射端，示波器顯示我們的超聲波發(fā)射電路工作正常，于是我們才確定了是超聲波的接收電路出現(xiàn)故障。最后通過各種嘗試及對(duì)發(fā)射電路的排查，我們終于找到超聲波接收電路的故障所在，就是有一個(gè)電阻的阻值太大，我們換了阻值小的電阻后，終于實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的測(cè)距功能，測(cè)距顯示成功之后，還有一個(gè)問題就是測(cè)距不是那么準(zhǔn)確，我們又對(duì)程序進(jìn)行了多次改進(jìn)，使我們的超聲波測(cè)距系統(tǒng)測(cè)出的距離精確度大大提高了。 通過這次制作超聲波測(cè)距，我們收獲的，不僅僅是那些有關(guān)超聲波、電子制作等的知識(shí)，更重要的是讓我們明白到很多時(shí)候，大膽的猜測(cè)和勇敢地嘗試，往往會(huì)得到意想不到的收獲，心動(dòng)不如行動(dòng)，親自動(dòng)手付出的一份一份勞動(dòng)，才能累積足夠的高度去成為去抓住夢(mèng)想的階梯。