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电气电子毕业设计论文
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毕业设计4AT89C51的数显超声波测距仪,电气电子毕业设计论文
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JIU JIANG UNIVERSITY 毕 业 论 文 （设 计） 题 目 :基于 AT89C51 的数显超声波测距仪 英文题目 : The Number Display ultrasonic range finder Based On The AT89C51 Single-chip Computer 院 系 电子工程学院 专 业 电子信息工程 姓 名 胡 杏 鸳 年 级 二零零二级 指导 教师 吴 德 会 二零零 六 年 五 月 nts 1 基于 AT89C51 的数显超声波测距仪 摘 要 本文介绍一种基于 AT89C51 单片机的超声波测距系统 ,该系统 根据超声波在空气中传播的反射原理 , 以超声波传感器为接口部件 , 应用单片机技术利用超声波在空气中的时间差来测量距离 , 从而设计了一套超声波检测系统。该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等四个模块构成。全文开头部分主要对系统的设计思路和不同方案之间的比较进行论述，后半部分详细介绍 了系统硬件设计、软件设计及各模块的实现。实现后的作品 可用于需要测量距离参数的各种应用场合。 关键词 超声波 传感器 单片机 数显 测距仪 nts 2 The number display ultrasonic range finder based on the AT89C51 single-chip computer Abstract This article introduces an ultrasonic range finder based on the AT89C51 single-chip computer, the system according to ultrasound in the air reflection principles of the dissemination .and it uses the ultrasound sensor as interface components for the application of the distance measure based by single-chip computer technology and the margin of time that ultrasound transmit in air, thereby the systems of design of ultrasound test comes into being. The system primarily composed by the four modules : the controller module,ultrasound launch module, ultrasound receiving module and display modular.The beginning of the article mainly have a discussion about the design ideas of the system and comparisons between the different options, and there are some detailed description in the behind half of design about the hardware design, software design and the modulars implementation. The successful works can be used to achieve the applications occasions of measurement of distance parameters. 【 key words】 : ultrasound sensor single-chip computer number display range finder nts 3 目录 前言 . 4 第一章 绪 论 . 5 1.1课题研究的可行性 . 5 1.2 课题研究的意义和目的 . 5 1.3课题设计的功能简介 . 5 第二章 方案设计与论证 . 7 2.1方案比较 . 7 2.2 方案实施 . 9 第三章 系统硬件设计 . 10 3.1系统构成及工作原理 . 10 3.2主控制器 . 11 3.2.1 AT89C51 单片机 . 11 3.2.2 时钟振荡器 . 11 3.2.3 复位电路 . 12 3.3 超声波发射电路 . 12 3.3.1 555 振荡器 . 12 3.3.2 共射极放大电路 . 14 3.4 超声波接受电路 . 14 3.4.1 红外遥控接收器 . 14 3.5 显示电路 . 15 3.6电源系统 . 16 第四章 系统程序设计 . 17 4.1超声波测距仪的软件规划 . 17 4.2 主模块的程序设计 . 17 4.2.1 初始化子程序 . 18 4.3 超声波发射模块的设计 . 18 4.4 超声波接收模块的设计 . 19 4.5 距离计算模块的设计 . 19 4.6显示模块的设计 . 19 第五章 调试过程 . 21 5.1测试环境 . 21 5.2调试经验 . 21 第六章 结 论 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 24 附录一 数显超声波测距仪全图 . 25 nts 4 附录二 数显超声波测距仪源序 . 26 前言 信息高度发达、生活快捷奏的现代社会中，电子信息技术的应用随处可见，在生活中已投入使用的有：电视机、手机、电脑、先进的工业控制系统、 通信雷达系统和卫星遥感系统，甚至是智能机器人、无人侦查飞机等无一类外的不使用到电子信息技术。现代信息技术主要包括计算机技术、通信技术和传感器技术，其中，计算机相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。由于传感器的重要性，各发达国家都将它视为现代高新技术发展的关键，我国在 20 世纪 80 年代以来也已将其列为国家高新技术发展的重点。21 世纪是人类进入信息电子化的时代，作为现代信息技术的三大支柱之一的传感器技术必将有更大的发展空间。有专家认为，我国今后传感器方面的研究和开发应是：微电子机械系统、汽 车传感器、环保传感器、工业过程控制传感器、医疗卫生和食品业检测传感器以及新型敏感材料等。 现代电子技术和计算机为信息转换和处理提供了极其完善的手段，使检测与控制技术发展到崭新阶段。但设想一下如果没有传感器去检测各种原始数据并提供真实的信息，那么光有计算机也无法发挥其应有的作用。 传感器的作用就是把自然界的各种物理量和化学量等精确地变成为电信号，再经电子电路或计算机进行处理，从而对这些量进行监测或控制。由于传感器千差万别，种类繁多，在这里我们只按其功能用途分为：计测用、监视用、检查用、诊断用、控制用和分析用等 传感器。而我这次毕业设计则使用了传感器的计测作用，接下来我就对它作详细的分析。 nts 5 第一章 绪 论 1.1 课题研究的可行性 从论文题目可知，本科题研究的是利用超声波传感器来测量距离。要考虑它可不可行，首先必须要了解超声波有哪些特性，所谓超声波就是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，当频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点。为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。又由于超声波在空气中的传播速度较慢，一般 为 340m/s左右，这使得超声波传感器使用变得异常简单，而利用它去测量距离就不再困难了，由此可见，基于 AT89C51 的超声波测距的课题研究是可行的。 1.2 课题研究的意义和目的 在现实生活中，一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷，例如，液面测量就是一个距离测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲检测液面，电极长期浸泡在水中或其它液体中，极易被腐蚀、电解，从而失去灵敏性。而利用超声波测量距离可以很好地解决这一问题。目前市面上常见的超声波测距系统不仅价格昂贵，体积过大而且精度也 不高等种种因素，使得在一些中小规模的应用领域中难以得到广泛的应用。为解决这一系列难题，本文设计了一款基于 AT89C51 单片机的低成本、高精度、微型化的超声波测距系统。 1.3 课题设计的功能简介 该仪器是由 +5V 和 +12V两种稳压电源提供驱动，利用超声波在空气中传播遇障碍物反射的原理，以超声波探头为接口部件，应用单片机技术计算超声波在空气中传播的时间（超声波的速度为声速）并处理成相应的距离，然后再通过四位七段数码管显示实测的距离的数字仪表。其主要功能如下： 1、 测距范围为 0.07 1 m； nts 6 2、 精度为 5 cm； 3、 显示方式为数码管显示； 4、 具有较强的抗干扰能力，安装简单； 5、 体积小、功耗低，能嵌入其它系统。 nts 7 第二章 方案设计与论证 本科题要设计制作是一个数显超声波测距仪。对象是测距仪与被测物之间的距离，要求检测时间小于 0.5s情况下测量范围在 0.07 1.00 m，测量精度为5cm,并且测量时测距仪不能与被测物体直接接触，以及用十进制数码管显示结果等要求。 2.1 方案比较 （ 1）发射模块 方案一：利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生 40kHz 的超声波 信号，并直接驱动换能器产生超声波。这种方法的特点是无需驱动电路，但缺乏灵活性。 方案二：利用软件产生超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但需要设计一个驱动电流为 100mA以上的驱动电路。 （ 2）接受模块 超声波接收器包括超声波接收探头。信号放大电路及波形变换电路三部分。超声波接受探头必须采用与发射探头对应的型号 (主要是频率要求一致，否则会因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收 )。由于经接受探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须 经放大电路放大。正弦信号不能直接被处理器接收，因此最后必须进行波形变换。常用的波形变换的方法有三种 ： 方案一：采用集成锁相环 NE567 对放大后的信号进行频率监视和控制。一旦探头接到回波，若接收到的信号频率等于振荡器的固有频率（此频率主要由值决定），则其输出引脚的电平将从“ 1”变为“ 0”（此时锁相环已进入锁定状态），这种电平变化可以作为单片机对接收探头的接收情况进行实时监控。这种方法的特点是电路简单，但锁相环接收的频带较窄，不易锁相。 方案二：采用红外线检波接收的专用集成芯片 CX20106A，它常用 于电视机红外遥控接收器，由于红外遥控常用的 38kHz 载波与测距用的 40kHz 超声波接近，当它没有接收到信号时输出为高电平，当它接收相近频率的信号时输出为低电平。因此它可以用来作为超声波检测接收电路。这种方法的特点是不仅灵敏度很高，抗干扰能力很强，而且还不需要放大电路，可使系统电路更为简洁。 方案三：采用集成运放芯片（ LM324） 作为比较器对放大后的信号进行波形变换。当输入信号的电压大于基准电压时，输出为“ 1”；当输入信号的电压小nts 8 于基准电压时，输出为“ 0”；这样就取到对输入信号进行变换的目的。这种方法的特点是 电路简单（主要是与放大电路共用一块芯片），但选择比较电压非常关键。 (3) 温度补偿 超声波测量距离的可用式（ 2 1）表示， （ 2 1） 式中 C为超声波在空气中的传播速度， 0时为 331m/s, 25时为 347m/s 其与环境温度 T（）的关系如式（ 2 2） （ 2 2） 由此可见，声速与温度有着密切关系，在应用中如果温度变化不大并且无特殊要求，可认为声速基本不变的，否则必须进行温度补偿。 在硬件上，温度补偿主要采用测温电路来实现。它一般是由 DS18B20 测温专用芯片来测定。得到的数据送到串行口，单片机就会根据温度变化将声速作相应得处理；在软件上，温度补偿常有方法有以下两种： 方案一：每次先按照式（ 2 2）计算当时的声速 C，然后再按式（ 2 1）计算距离。这种方法系统实现难度相对较大。 方按二：根据当时的环境温度，查取特征温度值（声速表中最接近温度对应的声速值）作 为当前声速，然后按照式（ 2 1）进行距离计算。其特点是可采用事先得到温度声速二维表，将之固化到系统程序中，然后直接使用查表法得到声速值，这样程序实现比较简单，但精度没有方案一高。 另外，由于发射与反射之间存在一定的夹角 2 ，当 很小时 ，可直接按式（ 2 1）计算距离；当 很大时，则必须进行距离修正，其修正公式为（ 2 3）。 （ 2 3） 在式（ 2 3）中，倾角 与超声波发射装置和接收装置的安装位置有关，在实际应用中应注意适当安装。 (4) 显示模块 方案一 : 采用 LED 数码管显示 .其优点在于它能在低电压 ,小电流的条件下发光 ,能与 CMOS,TTL电路兼容 ;发光响应时间短 ( 2/3 VCC 1/3 VCC 低 导通 1 1/3 VCC 不变 不变 1 2/3 VCC 1/3 VCC 高 截止 由式（ 3 4 1）、（ 3 4 2）可得输出脉冲得频率为 （ 3 4 3） 为达到频率为 40 kHz 的超声波，经计算， C取 4700p ， R9取 510， R10取 4k，为了调节信号频率， R10 可改为 5k 的可调电阻。为保证 555 时基具有足够的驱动能力，此处采用 +12V电源。 f 1t1 t2 1 .43R9 2 R 1 0( ) C1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 1 3 - M a y - 2 0 0 6 S h e e t o f F i l e : E : 易小华毕业设计 x i a o h u a . d d b D r a w n B y :R15 K R25 K R3 5 K G41TDG2&G3&G1&C1C2R4V0V c cV c oV I 2 ( T R / )V I 1 ( T H )V 0 ( D I S C )V R 1V R 2R D /V c 1V c 2 QQ/34567812nts 14 3.3.2 共射 极放大电路 为了提高测量精度使单片机的计时精度更好，在 555振荡器后面外加一个共射极放大电路，其目的不是为了放大，而是用它作受控开关使用，主要是因为555振荡器周期性振荡之前有一个起振时间，为了防止出现单片机已经开始计时了，而超声波信号还没有发出去所带 来的计时误差这种情况的产生，因此在 555振荡器后面加了这个并非取放大作用的放大电路。 其工作过程是：当三极管的发射极接收到单片机给的低电平时，不管发射极有没有超声波输入，由于三极管都不导通，所以超声波探头两端一直没有压差而无法工作；当单片机给了三极管基极低电平时，三极管的能否工作，主要取决于三极管的发射极有没有信号输入，当有 40kHz的方波信号输入时，三极管根据信号高低电平决定导通与否，探头两端有了同频率的压差变化，这样超声波探头将发生共振，完成发送超声波的任务。 3.4 超声波接受电路 超声波接收器主要由超声波接收探头和红外线检波接收集成电路两部分组成。具体电路如图 3 5所示。 图 3 5 超声波接收电路 3.4.1 红外遥控接收器 CX20106A 是日本索尼公司生产的彩电专用红外遥控接收器，采用单列 8 脚直插式，超小型封装， 5V 供电。其内部方框图如图 3 6 所示。 12 3 45678CX 2 0 1 0 6 AU1C X 2 01 06 AR 11 1 00 K R 121 00 K R 1410R 151 u F R 164 .7u F R 174 70 pF R 184 70 00 pF I N T 0U2T C T 40 - 1 0RV C Cnts 15 图 3 6 CX20106A 内部方框图 其引脚功能与维修数据见 3 2表： 表 3 2 其工作过程为：当超声波接收探头接收到超声波信号时， 压迫压电晶片作振动 ，将机械能转化成电信号， 红外线检波接收集成芯片 CX20106A接到电信号后，对所接信号进行识别，若频率在 38kHz左右，则输出低电平，否则输出高电平。 3.5 显示电路 显示电路采用简单实用的 4位共阳 LED数码管，从 P0口输出段码，段码用74LS244驱动，列扫描采用 P2.0 P2.3口，使用 9012三极管作为列驱动。本电路的显示方式属于动态方式，在这种动态显示方式中，各显示位笔段引脚 a dp并联在一起，共用一个 74LS244驱动器，为了控制各 LED数码管轮流工作，各显示位的公共端与列驱动电路相连， 这样就可以依次输出每一显示位的笔段代码和位扫描码，轮流点亮各数码显示管，实现动态显示的目的。 为了防止产生闪烁现象，数码管刷新频率为 30Hz，为了不因为显示时间的缩短而影响亮度，我们适当增加了驱动电流，一般取 20mA 35mA，同时试验也表明：要保持一定的亮度，驱动电流在 30mA的情况下，每位数码管的显示时间不能少于1ms。其显示电路如图 3 7所示： nts 16 图 3 7 显示电路图 3.6 电源系统 超声波测距仪所需能源是由自制的集成直流稳压电源提供。它主要由电源变压器、整流滤波电路和稳压 电路所组成。 在这个系统中 ,因为分有发射和接收两个分离的部分 ,所以要分开进行供电 .为了提高 发射部分的功率 , 发射部分 采用 12V 供电 ,而接收部分 则由采用 5V 电压供电 。为得 到 +5V 和 +12V 电压，本稳压电源采用了两块三端稳压片，一块是固定式的 LM7805，一块是可调式的 LM317。其中 7805 构成 的电源 提供 5V 电压 , 发射部分用的是 由 LM317 构成的可调电源提供 12V 供电 .具体电路设计如图 3-8所示。 图 3 8 超声波测距仪电源系统 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 1abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 2abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 3abfcgdeD P Y1234567abcdefg8 dpdpD S 4E N 11E N 2191 A 1 I N21 A 2 I N41 A 3 I N61 A 4 I N82 A 1 I N112 A 2 I N132 A 3 I N152 A 4 I N172 Y 4 O U T32 Y 3 O U T52 Y 2 O U T72 Y 1 O U T91 Y 4 O U T121 Y 3 O U T141 Y 2 O U T161 Y 1 O U T18U17 4 L S 2 4 4R11KR21KR31KR41KQ19 0 1 2Q29 0 1 2Q39 0 1 2Q49 0 1 2P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3v c cv c cT1234DD1D2 D3D4C1 C2C310ufC i 10.1uf+ +V i n2adj1V out3C W 317R1240C o11ufD51N 4148V out3adj2V i n1C W 7805C i 3 0.33ufC o30.1ufA C 220v50H zV1+-+V2( 2200uf / 25v) *2+ 12VV C CR P 14.7Knts 17 第四章 系统程序设计 超声波测距系统的软件主 要由主模块、超声波发生模块、超声波接收模块、显示模块及距离计算模块构成。主模块用于循环检测并且保存测量的结果以及计算的相关参数于寄存器中；超声波发生模块主要是通过控制三极管导通来控制超声波的发送；超声波接收模块主要用于停止定时器计时，转存计时值并置位接收成功接收标志位而显示模块则主要是显示超声波测量的距离。下面具体介绍一下各程序设计过程。 4.1 超声波测距仪的软件规划 本测距仪的软件设计必须充分考虑到 AT89C51 的硬件和软件特点，同时充分利用其内部资源包括存储器资源、功能部件等。其程序主要包括五个功能 模块：主模块、超声波发射、超声波接收、距离计算模块及显示模块。图 4 1 形象地描述了各模块功能及相互之间的关系。 图 4 1各程序模块功能及相互关系 4.2 主模块的程序设计 主模块主要分为初始化子程序及各子程序的调度管理等部分。 其工作流程是：上电后首先对系统进行初始化（此时555开始振荡， T0也开始计时了），紧接着调用显示子程序，显示完后判断有没有超声波被接收，若有，则停止计时并将计时值送入距离计算子程序，然后将所测距离显示 1秒，最后返回进行下一轮测距，若没有信号进来，则继 图 4 2 主程序流程图 超声波发射 超声波接收 主模块 显示模块 距离计算模块 nts 18 续调用显示子程序。具体如图 4 2所示。 4.2.1 初始化子程序 就测距仪而言，由于使用了 AT89C51的若干个 I/O口，因此对它的初始化包含两个方面： （ 1） 端口、数据存放区及寄存器的初始化； （ 2）外中断和定时器的初始化。 其过程是：设置堆栈及脉冲个数，清数据存储区及成功标志位，然后是设置定时器的工作模式和初值，置位各端口（此时 555振荡器被开启），开启定时器和外中断，最后返回。具体见图 4 3所示。 图 4 3 初始化子程序 图 4 4 T0 中断子程序 4.3 超声波发射模块的设计 由于本测距仪采用硬件产生超声波，因此这部分的程序较简单，主要是由定时器 T0来实现。具体控制是这样的： 555的复位端口接在单片机的某一端口上，只要单片机通过向这各端口发送高低电平来控制超声波的发送与不发送，就可以实现计时器与发送超声波的同步。当定时器一中断，进入中断程序除了重装初值外还有一个任务就是向 P1.0发一个高电平允许 555振荡，产生超声波并通过探头向外发出，然后开启定时器允许中断，最后返回，具体见其流程图 4 4所示。 nts 19 4.4 超声波接收模块的设计 超声波接收模块主要有外部中断子程序来实现。其主要过程是：当有外来信号输入时，将触发外中断，向CPU申请中断进入外中断子程序后，第一，关定时器停止计时及关所有中断；第二，将定时器的计时值载入处理单元；第三，置成功接收标志位。具体过程如图 4 5流程图所示。 图 4 5 外部中断子程序 4.5 距离计算模块的设计 距离计算模块是超声波测距仪最难实现的模块。程序设计的关键在于得到超声波的发送与接收的时间差的 获取。而时间差的获取则是通过定时器 0的计数来实现的，即在发射超声波后启动该定时器计数，得到第一个回波信号停止计数。计时值为 2个字节（单位：微秒）高字节存在 TH0，低字节存在 TL0 中，则可按照（ 2 1）式计算，即可得到被测物体与测距器之间的距离，设计时取 20时的声速，大小为 344 m/s 则有 S = Ct/ 2 172T0/10 000 cm (4 -1 ) 其中 T0为计数器 T0的计 数值。最后将计算出距离以十进制 BCD 码方式送往LED显示。具体过程见流程图 4 5所示。 4.6 显示模块的设计 本仪器采用 4 位数码管作为显示器，其显示程序实际上包括两个部分： （ 1）编程时的配置；主要是设置数据首地址和扫描初值。 （ 2）字写入操作部分：主要是查表取数，动态显示。其具体过程为：由于数据首地址和扫描初值前面已经设置，现在只需屏蔽 P0口，扫描 P2 口，查表取数送 P0显示，延时后数据地址加 1然后判断四位数码管有没有显示完，如果四位显示完了则屏蔽 P0、 P2口，最后跳出显示程序 ；如果还没有显示完则扫描值右移并保存，最后返回继续显示。具体工作过程如图 4 6所示。 nts 20 图 4 5 计算距离流程图 图 4 6 显示程序流程图 开 始 入栈保护 改变寄存器 载入处理数据 乘法子程序 除法子程序 装入除数 1000 商存入 40H 取余数及除数 100 除法子程序 商存入 41H 余数存入 43H 取余数及除数 10 除法子程序 商存入 41H 返 回 开 始 取数据首地址 及扫描初值 扫描端口 查表取数 送端口显示 延时程序 数据地址加 1 4 位显示 完了吗？ 扫描初值右移并保存 屏蔽端口 返 回 N Y nts 21 第五章 调试过程 5.1 测试环境 （ 1）环境温度 ： 20 （ 2）测试仪器 ： PC机，奔四， 256M 内存 PROTEUS 仿真器 KEIL 51编译器 模拟万用表 20MHz 双踪 示波器 双路稳压稳流电源 HH1710-4 函数发生器 /计数器 EE164/B型 5.2 调试经验 电路调试过程一般是先分级调试，再联级调试，最后整机调试与性能指标测试。 调试过程是发现错误，改正错误的过程。能够越早地发现错误，纠正它的代价就越小。错误可分为系统方案错误，系统设计错误和系统实现错误 . 系统方案错误是最为严重的，它一旦错了，就可能造成整个系统的方案不可行。比如，如果采用低频声波测距就会出现系统方案的错误， 这是因为频率低，绕射能力很强，但反射能力很弱，即使遇到障碍物也没有反射波，使得它不能通 过计算时间差来测距。 系统设计错误是在选对系统方案的前提下犯下的，它也是一个很大的错误，可能会造成一 个局部不能正常工作。 比如，如果在设计超声波发射器的时候误将 555振荡器设计成单稳态触发器，这样超声波发射模块就不能正常发送超声波。 系统实现错误是在系统设计正确的情况下在制作过程中由于对元器件的不熟习等误操作造成的。比如，在使用三极管作为开关作用的时候，由于对三极管的极性不了解，误将集电极当成发射极使用，这样，三级管就不能工作了。 nts 22 第六章 结 论 该系统实现后 对测量范围在 7cm100cm内的平面物体能进行测量，其最大误差为 5cm，且重复性好； 通过修改部分子程序可根据需要扩展成六通道、二通道、单通道的汽车后视仪及根据不同的要求作不同的报警处理。例如在该设计中加入了一时钟芯片 X1203 ,通过添加一些程序就可以实现时钟显示与倒车报警的二合一产品 。可见基于单片机设计的数显超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可广泛应用于各种检测系统中。 nts 23 参考文献 【 1】 何立民 ，主编 . 单片机应用系统设计 .北京航空航天出版社 ,1990 【 2】严洪穗 、 宋进 、 陈敏贤 .超声波测距在智能机器人中的开发与应用 ,机电一体化， 2000 【 3】 童思白，华成英，主编 .模拟电子技术基础 .高等教育出版社， 2001 【 4】 谢自美，主编 .电子线路设计 实验 测试 .华中科技大学出版社， 2001 【 5】 何希才 ，主编 . 新型集成电路及应用 .科学技术出版社 ， 2001 【 6】 阎石，主编 .数字电子技术基础 .高等教育出版社 ,2003 【 7】 张厥盛、万心平、郑继禹 .锁相技术 .西安电子科技大学出版社， 2004 【 8】沙占友，主编 .单片机应用技术与实例 .电子工业出版社， 2004 【 9】何希才，主编 .传感器技术及应用 .北京航空航天大学出版社， 2004 【 10】杨 宁，主编 .单片机与控制技术 .北京航空航天出版社 ， 2004 【 11】 何书森、何华赋 .实用电子线路设计速成 .福建科技技术出版社， 2004 【 12】 李光飞、谢象佐 .单片机课程设计实例指导 .北京航空航天大学出版社， 2004 【 13】沈红卫，著 .基于单片机的智能系统设计和实现 .电子工业出版社， 2005 nts 24 致 谢 在论文完成之 际，向我的吴德会导师表示深深的敬意 ! 本论文是在吴德会老师悉心指导下完成的，吴老师对学科前沿和研究方向的 敏锐洞察和正确把握使我能顺利进行课题研究。吴老师的广博学识、严谨治学态度、以及不懈努力、锐意进取、诲人不倦的精神品质令我难以忘怀。 感谢张友木老师、舒彤老师、廖英杰老师和丁文斌老师对本人学习以及课题研究的关心和支持。老师们踏实严谨、精益求精的科学态度和扎实全面的专业知识给我留下了深刻的印象。他们给我的许多帮助，使我始终不能忘怀，在此表示我深深的谢意。 感谢本课题组的古小东同学，与他的密切合作和富 有启发性的讨论是完成本论文不可缺少的。感谢他各种富有创新性的建议以及给我无私的帮助，和他一起进行项目研究的日子是我永远值得纪念的。 感谢我的室友付志鸣、陈威、王龙剑、石明明、陈浩、王良春以及本班及兄弟班的所有同学在我攻读学士学位期间给予我的关心、支持和帮助。 感谢所有在我求学期间给过我关心和帮助的老师和同学。 最后要感谢我的父母亲和我的姐姐姐夫，在我求学生涯中，他们付出了无数的汗水。他们为我所做的一切，是我得以完成学业的力量源泉和坚强后盾。谨将此论文献给我的父母亲和我的姐姐姐夫。 nts 25 附录一 数显超声波测距仪全图 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 9 c 5 1abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpD S 1C322uFabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpD S 2R1220abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpD S 3R210KabfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpD S 4S W 1EN11EN2191A1IN21A2IN41A3IN61A4IN82A1IN112A2IN132A3IN152A4IN172Y4OUT32Y3OUT52Y2OUT72Y1OUT91Y4OUT121Y3OUT141Y2OUT161Y1OUT18U17 4 L S 2 4 4v c cR11KR21KCRYR31KC1R41KC2Q19012Q29012Q39012V C CQ49012R S TGNDv c cv c cT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1U?L M 5 5 5C60 .1C74700Q18050+ 1 2 VP 1 . 012 3 45678C X 2 0 1 0 6 AU1C X 2 0 1 0 6 AR 1 1 1 0 0 K R 1 21 0 0 K R 1 410R 1 51 u F R 1 64 .7 u F R 1 74 7 0 p F R 1 84 7 0 0 0 p F I N T 0U2T C T 4 0 - 1 0 RV C CU2T C U 4 0 - 1 0 TT1234DD1D2 D3D4C1 C2C310ufC i 10 .1 u f+ +V i n2adj1V o u t3C W 3 1 7R1240C o 11ufD51 N 4 1 4 8V o u t3adj2V i n1C W 7 8 0 5C i 3 0 .3 3 u fC o 30 .1 u fA C 2 2 0 v5 0 H zV1+-+V2( 2 2 0 0 u f / 2 5 v ) * 2+ 1 2 VV C CR 1 310KR 1 05KR 1 110KR9510R 1 210KR P 14 .7 Knts 26 附录二 数显超声波测距仪源序 ; ;中断入口程序 ; ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP DSQT0 ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI ; ;初始化子程序 ; CLEAR: MOV SP,#5FH MOV P0,#0FFH ;P0,P1,P2,P3 口置位 MOV P1,#0FFH CLR P1.0 ;关 555 MOV P2,#0FFH MOV P3,#0FFH MOV R0,#40H ;40H 43H 为显示数据存放单元（ 40H 为最高位） MOV R7,#0BH CLEARMEM: MOV R0,#00H ;清 40H 4AH 单元 INC R0 DJNZ R7,CLEARMEM MOV 20H,#00H ;清接收成功标志字 MOV TMOD ,#01H /;T0 为 16 位定时器 MOV TH0,#00H ;65MS MOV TL0,#00H CLR IT0 ;外中断 0 触发方式为低电平 SETB PX0 ;设置外中断 0 的优先级为最高 SETB EA SETB ET0 SETB P1.0 ;开 555 NOP NOP NOP NOP NOP SETB TR0 ;T0 开始计时 LCALL DL01MS ;延时 0.1MS 防止直射 SETB EX0 RET ; ; 主程序 ; ; MAIN: LCALL DISP0 ; 上电动态显示： 2006-06-05-A266108-HU -2006-05-20-A2662-24- LCALL CLEAR MOV 40H,#0CH MOV 41H,#02H MOV 42H,#00H MOV 43H,#06H START: ;重检测 LCALL DISP JNB 00H,START NOP NOP ;接收成功标志位 00H 为 1，不为 1，继续显示 CLR EA LCALL WORK ;计算距离子程序 SETB EA CLR 00H MOV R2,#255 ; 测量间隔控制（ 约4x250 1s）即每次显示结果的时间大约 0.5s TINGLIU : LCALL DISP DJNZ R2,TINGLIU nts 27 SETB P1.0 ;开 555 NOP NOP NOP NOP NOP SETB ET0 SETB TR0 ;T0 开始计时 LCALL DL01MS ;延时 0.1MS 防止直射 SETB EX0 LJMP START ; ;定时器 0 中断程序 ; DSQT0: CLR EA CLR TR0 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H SETB P1.0 ;开 555 NOP NOP NOP SETB EA SETB TR0 ;启动计数器 T0 LCALL DL01MS ;延时 0.1MS SETB EX0 RETI ; ;外中断 0 中断入口程序 ; PINT0: CLR TR0 ;关计时器 CLR EX0 CLR EA CLR P1.0 ;关 555 MOV 44H, TL0 ;将计时值移入处理单元 MOV 45H, TH0 SETB 00H ;接受成功标志 RETI ; ;动态显示 ; ; DISP0: MOV R4,#00H ;取数启始地址 DTDP: MOV R1,#250 ;显示 250 次以停留时间（大约 250*4=1s） 1s cf: MOV P0,#0FFH ;一次动态显示 MOV P2,#0FFH MOV R3,#0F7H MOV DPTR,#TAB HH: MOV A,R3 ;扫描及查表取数 MOV P2,A CLR A MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR CJNE A,#0EEH,XS ;A 等于结束符 0EEH 时跳回 RET XS: MOV P0,A ;一位数码管的显示及移 位 LCALL DL1MS
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