浙江商业职业技术学院20xx届毕业论文超声波身高测量仪

浙江商业职业技术学院20xx届毕业论文超声波身高测量仪内容摘要：

介绍。 167。 采用二极管稳压电路设计： 在图 中，稳压二极管的稳压值为 ，即当 D1 阴极加电压超过 时，二极管阴极电压就会保持 不变。 在电路中 R1 的作用是限流，这是由于 D1 阴极电压超过 稳压值后，稳压二极管被反向击穿，流过 D1 的电流将迅速增大，此时R1 上的电压也会随之而增大，以保证稳压管功耗限制在安全区内。 此时即使输入电压在一定的范围增加，输出端都会保持稳定电压。 但若反向电流增大到一定数值后，稳压二极管则会被彻底击穿而损坏。 电路如图 所示，该电路是用硅稳压二极管的反向击穿特性实现稳压的。 不过该电路设计现在应用不广泛，一般都采用集成稳压电路，所以此方案不选用。 R1 270D1++Vi Vo 图 二极管稳压电路 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 10 页 共 27 页 167。 采用 7805 三端稳压器电源： 集成稳压器是将直流稳压电路的调整管、稳压管、比较放大器和多种保护电路集成到一块芯片上的单片集成稳压电源。 它具有体积小、可靠性高、使用简单安全等特点。 而三端集成稳压器又是集成稳压器最常用的一种。 7805 是固定式三端集成稳压器，其输出为 +5v。 它输出最大电流可达 1A（需加散热片）。 温度范围为 0176。 C ～ 125176。 C。 如图 所示， 7805 是由 它只有三个外部接线端子，即输入端、输出端和公共端（ 输出脚 VO，输入脚 Vi和接地脚 GND） 组成。 三端固定式集成稳压器有正稳压器 78XXX系列和负稳压器 79XXX 系列。 78L05 输出额定电压为 5V，最大输出电流为 100mA。 78系列与 79 系列的输出引脚号不同，在使用时应特别注意。 电路中 C1为主滤波电容，对额定输出电流 100mA， 500mA， 的稳压电路， C1最好分别用 220181。 F、 1000181。 F、 3300181。 F以上，以取得良好的滤波效果， C C3在印制板上要尽可能靠近集成稳压器的输入输出端以消除可能产生的高频自激 振荡。 它们的输入电压至 少 比输出的额定电压大 3V 以上 （本设计中输入电压为 12V） ，才能有良好的稳定电压输出，但两者差别太大，集成稳压器上的管耗大，发热 量 也大。 1234D1C122 0 uC2vi n vo u tgndL M 78 05C310 0 uC4V C C22 0 V 8V 图 7805 稳压 电源电路 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 11 页 共 27 页 第四章 系统硬件电路设计 167。 单片机系统及显示电路 单片机采用 AT89C52或其兼容系列。 采用 12MHz 高精度的晶振，以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 换 器所需的 40KHz 方波信号，利用外中断 0 口检测超声波接 收 电路输出的返回信号。 显示电路采用简单实用的 4 位共阳 LED 数码管，段码用 74LS245 驱动，位码用 PNP 三极管驱动。 单片机系统及显示电路 如下图所示： 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 12 页 共 27 页 OUTS5 RSTC110UFVCCR4 2KIN12MVCCP123P134P145P156P167P178RESET9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17X218X119P112P101GND20VCC40P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732EA/VP31ALE/P30PSEN29P2728P2627P2526P2425P2324P2223P2122P2021A02A13A24A35A46A57A68A79E19DIR1B018B117B216B414B315B513B612B711GND10VCC20U1 AT89C52U274LS24512345678161514131211109U3 1KVCCVCCVCCR54K7R64K7R74K7R84K7VCC1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9U4 510C230PC330PVCCQ1 9012Q2 9012Q3 9012Q4 9012abfcgde117 4 2 1105a b c d e f g3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedps112s29s38s46DS1SMG0564 图 单片机系统及显示电路 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 13 页 共 27 页 167。 超声波发射电路 超声波发射电路原理图主要由反相器 74LS04 和超声波发射换能器 T 构成，单片机 端口输出的 40kHz 的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。 单片机产生 40KHz 的脉冲，由 口输出，经 74LS04 六反向器将脉冲信号放大后，由 压电超声波转换器 T4010发射超声波。 压电超声波转换 器的功能：利用压电晶体谐振工作。 它有两个压电晶片和一个共振板。 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，这时它就是一超声波发生器。 如没加电压，当共振板接 收 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 收 转换器。 超声波发射转换器与接 收 转换器其结构稍有不同。 U 4A74A L S 0 4U 4C74A L S 0 4U 4D74A L S 0 4U 4B74A L S 0 4U 4E74A L S 0 4R 201KR 191KTU S _T 1V C CP 图 超声波发射电路 输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。 上位电阻 R1 R20 一方面可以提高反向器 74LS04 输出高电平的驱动能力，另一 方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。 167。 超声波检测接 收 电路 考虑到红外遥控常用的载波频率 38 kHz 与测距的超声波频率 40 kHz 较为接近，可以利用集成电路 CX20206A 制作超声波检测接收电路如图。 这是一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38KHz 与测距超声波频率 40KHz 较为接近，可以利用它作为超声波检测电路。 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 14 页 共 27 页 1N1C12C23GND4FO5C36OUT7V C C8U7C X 2 0 1 0 6 AR U S _ R 1C70 .0 5 6 u FC8 3 0 0 p FR 2 310KR 2 2 2 0 0 KR 2 12 0 0 KC9 3 .3 u FC 1 03 .3 u FV C CINV C C 图 超声波接收电路 验证明用 CX20206A 接收超声波 (无信号时输出高电平 )，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。 适当更改电容 C4 的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰力。 167。 共阴极七段 LED 数码管 数码管是常用的数值数据显示组件，通常实现一位数码管显示的控制，是使用静态的控制方式，将显示的数据送到数码管后程序可做其他事情，这在程序设计上十分容易。 但是在设计多位数码管显示控制时，静态的控制方式就比较浪费 I/O 的控制线了，对于多位数码管显示的实现，最常用的认识方法是扫描法。 当工作时，每次只点亮一位数字进行显示，延迟一小段时间后再点亮下一位数字进行显示，因为人们视觉暂留的现象，而感觉 4位数字同 时被点亮。 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 15 页 共 27 页 第五章 系统软件设计 超声波测 身高 的软件设计主要由主程序、超声波发 射 子程序及超声波接收中断程序组成。 167。 程序流程图 软件分为两部分 , 主程序和中断服务程序 , 如图。 主程序完成初始化工作、超声波发射和接收顺序的控制。 定时中断服务子程序完成超声波回波接收 , 外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。 图 主程序及外中断程序流程图 开始 超声波脉冲发射 接收超声波脉冲 初始化 计数并储存数据 关闭定 时器 中断关闭 读取时间值 设置距离结束标志 输出数据 中断打开 返回 数码管显示 声波接收到。 N Y 开始测量 浙江商业职业技术学院 2020 届毕业论文 第 16 页 共 27 页 167。 主程序设计 主程序首先对系统环境初始 化，设置定时器 T0 工作模式为 16 位的定时计数器模式，置位总中断允许位 EA 并给显示端口 P。