基于单片机的控制的超声波测距报警系统设计

基于单片机的控制的超声波测距报警系统设计内容摘要：

SB 口供给，也可使用外部稳定的 5V 电源供电模块供给。 复位电路由按键复位和上电复位两部分组 成。 单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一 般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。 单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚 RST 上外接电阻和电容，实现上电复位。 当现代通信技术 综合设计 7 复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。 复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。 最小 系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全 称 叫晶体振荡器， 它 结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片 机 接的一切指令的执行都是建立在 单片机晶振提供的时钟频率 上。 最小系统原理图如图 3所示。 P 1. 0( T 2)1P 1. 1( T 2E X )2P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 5( M O S I )6P 1. 6( M O S I )7P 1. 7( S C K )8P 3. 0( R X D )10P 3. 1( T X D )11P 3. 2( I N T 0)12P 3. 3( I N T 1)13P 3. 4( T 0)14P 3. 5( T 1)15P 3. 6( W R )16P 3. 7( R D )17R E S T9X119X218G N D20( A D 0) P 0 .039( A D 1) P 0 .138( A D 2) P 0 .239( A D 3) P 0 .327( A D 4) P 0 .435( A D 5) P 0 .534( A D 6) P 0 .633( A D 7) P 0 .732( A 8 ) P 21( A 9 ) P 22( A 1 0) P 2 .223( A 1 1) P 2 .324( A 1 2) P 2 .425( A 1 3) P 2 .526( A 1 4) P 2 .627( A 1 5) P 2 .728V C C40E A / V P31A L E / P30P S E N29S T C 89C 5 2X T A L 11. 0592C930P FC 1030P F+ C110μ FR210KS1R E S E TV C CR11KP 3. 6P 3. 2P 3. 3 图 3 最小系统原理图 超声波发送模块 发射电路由脉冲产生电路和发射电路组成。 脉冲产生电路的主要任务是产生 40KHz 脉冲电压。 它由与非门和电阻电容构成振荡电路，由STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。 脉冲产生电路的输出电压经脉冲变压器升压后输出到超声波传感器。 其中，脉冲变压器对脉冲电压变换值的大小直接影响测距范围，应尽量提供脉冲变压器副边电压幅值。 超声波 发送 模块如图 4 所示。 8 基于单片机的控制的超声波测距报警系统设计 7 4 L S 0 4T1K1KV C CP 3 . 3 图 4 超声波发送模块 超声波接收模块 接收电路的主要任务是检测回波，并向 STC89C52 芯片发出中断以停止计时，由 STC89C52 芯片的 口控制其是否工作。 接收电路设计的好坏直接影响超声波在空气中传播时间的测量。 接收部分电路由检波电路、滤波放大电路和整形电路组成。 检波电路拾取回波中的正半波，以便后级电路放大；整形电路把回波信号整理为STC89C52 芯片能够接收的信号并向 STC89C52 芯片申请中断以停止计时。 接收电路的主体是滤波放大电路。 由于超声回波信号十分微弱并含有噪声，S/N 较小，所以接收电路设置了两级高 Q 值的滤波放大电路。 滤波放大 电路采用二阶带通滤波放大器，一级和二级滤波放大电路采用相同的结构和参数。 超声波接收模块如图 5 所示。 2 3 4 68 57 1C X 2020RC4 56μ FC7330 pF+C6 μ FR310ΩR1220 KR210KP 3 .2+ C51μ FV C CG N D 图 5 超声波接收模块 现代通信技术 综合设计 9 数码管 显示 模块 综合课题的实际要求以及考虑单片机的接口资源，采用串行方式显示的 LED 驱动输出设备。 由于测试所得的距离需要精确到小数点后 2 位，所以本设计采用 4 个 LED 数码管来表示距离的 cm数值。 本设计采用共阳级数码管，我们将 LED 数码管显示模块上的 J1 上的 8个端口与 STC8951 芯片上的 — 相连接，作为段选；再将 J2 上的 4个端口与 STC89C52 芯 片上的 — 相连接，作为位选。 数码管模块如图 6 所示。 图 6 数码管显示模块 10 基于单片机的控制的超声波测距报警系统设计 4 软件设计方案 程序流程图 超声波测距器的软件设计主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。 软件 主要 分为两 个 部分 ： 主程序和中断服务程序。 如图 7 所示 ，为软件流程图，左图为主程序流程图，右图为中断服务程序流程图。 主程序完成初始化工作、超声波发射和接收的控制 等。 中断服务程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。 主 程 序系 统 初 始化发 送 超 声波 脉 冲等 待 反 射超 声 波收 到 反 射超 声 波数 码 管 显示 显 示 中断入口读取时间值计算距离开始外部中断返回 图 7 程序流程图 超声波 发送 模块 通过 端口发送 40KHz 方波，计数器 T0 打开进行计时。 如图 8 所示 现代通信技术 综合设计 11 图 8 超声波发送 超声波 接收 模块 通过 端口检测返回信号，收到后进入接收中断程序 ， 如图 9 所示。 图 9 超声波接收模块 外部中断入口 关外部中断 读时间 开中断 返回 计算距离 输出距离 定时中断入口 定时初始化 发射超声波 停止发射 是否。