基于单片机的超声波led显示电路测距仪的设计(编辑修改稿)

基于单片机的超声波led显示电路测距仪的设计(编辑修改稿)内容摘要：

H JJ2:MOV43H,R0 POPB POPPSW POPACC RET 主程序流程图 软件分为两部分，主程序和中断服务程序，如图 31（ a）（ b） (c)所示。 主程序完成初始化工作、各路超声波发 射和接收顺序的控制。 定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，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。 主程序首先是对系统环境初始化，设置定时器 T0 工作模式为 16 位定时计数器模式。 置位总中断允许位 EA 并给显示端口 P0 和 P1 清 0。 然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约 （这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因）后，才打开外中断 0 接收返回的超 声波信号。 由于采用的是 12MHz 的晶振，计数器每计一个数就是 1μs，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器 T0 中的数（即超声波来回所用的时间）按式（ 2）计算，即可得被测物体与测距仪之间的距离，设计时取 20℃ 时的声速为 344m/s 则有： d=(ct)/2=172T0/10000cm(2) 其中， T0 为计数器 T0 的计算值。 测出距离后结果将以十进制 BCD 码方式送往 LED 显示约 ，然后再发超声波脉冲重复测量过程。 为了有利于程序结构化和容易计算出距离。 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 超声波发生子程序的作用是通过 端口发送 2 个左右超声波脉冲信号（频率约 40kHz的方波），脉冲宽度为 12μs 左右，同时把计数器 T0 打开进行计时。 超声波发生子程序较简单，但要求程序运行准确，所以采用汇编语言编程。 超声波测距仪主程序利用外中断 0 检测返回超声波信号，一旦接收到返回超声波信号 （即 INT0 引脚出现低电平），立即进入中断程序。 进入中断后就立即关闭计时器 T0 停止计时，并将测距成功标志字赋值 1。 如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器 T0 溢出中断将外中断 0 关闭，并将测距成功标志字赋值 2 以表示此次测距不成功。 前方测距电路的输出端接单片机 INT0 端口，中断优先级最高，左、右测距电路的输出通过与门 IC3A 的输出接单片机 INT1 端口，同时单片机 和 接到 IC3A 的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。 部分源程序如下： INTT0:CLREA CLRTR0 MOVTH0,00H MOVTL0,00H SETBET1 SETBEA SETBTR0 SETBTR1 OUT:RET。 T1 中断，发超声波用： INTT1:CPLVOUT DJNZR4,RETIOUT CLRTR1 CLRET1 MOVR4,04H SETBEX0 RETIOUT:RETI。 外中断 0，收到回波时进入 PINT0:CLRTR0 CLRTR1 CLRET1 CLREA CLREX0 MOV44H,TL0 MOV45H,TH0 SETB00H RETI 系统的软硬件的调试 超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接收采用模块直接实现。 硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载到单片机试运行。 根据实际情况可以修改超声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。 根据 所设计的电路参数和程序，测距仪能测的范围为 ～ ，测距仪最大误差不超过 1cm。 系统调试完后应对测量误差和重复一致性进行多次实验分析，不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。 软件的调试程序见附录三 . 4 总结和体会 由于时间和其它客观上的原因，此次设计没有成功做出实物。 但是对设计有一个很好的理论基础。 设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。 以数字的形式显示测量距离。 超声波测距的原理是利用 超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距 离。 实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。 此次设计采用反射波方式。 超声波测距仪硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。 单片机采用 AT89S51 或其兼容系列。 采用 12MHz 高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。 单片机用 端口输出超声波换能器所需的 40kHz的方波信号， 利用外中断 0 口监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 个七段共阳数码管组成动态扫描电路。 超声波发射电路主要由反相器 4069 和超声波发射换能器 FSQ 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。 输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。 超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。 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，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收。