超声波测距总结报告.doc

超声波测距模块总结报告成 员 王瑞杰 王文祥 林世余 分 院 电子通信与物理学院 专 业 电子信息科学与技术 班 级 15级(大一)电子信息科学与技术 1班 指导员 王佃涛 完成日期 2015年 11月1日 一、超声波测距原理超声波是指频率高于20KHZ的机械波(我们采用40KHZ)。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置超声波测距模块。该模块利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理是测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就可以得到二倍的声源与障碍物之间的距离。即：D=C*T/2。其中，D为超声波测距模块到障碍物之间的距离；C为超声波此时在空气中的传播速度；T为超声波的发收时间。在空气中，声波的传播速度一般受温湿度的影响，在没有温湿度传感器或对测量精度要求不高的情况下，一般取340m/s。在实验中，本程序采用C=340m/s。二、超声波测距模块（）：1、板上接线方式：VCC、trig（控制端）、echo（接收端）、GND2、 模块工作原理：(1)采用IO触发测距，给10us以上的高电平信号;(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间测试距离=(高电平时间*声速(340M/S)/2; 3、 操作方法：用一个控制口发一个10US以上的高电平,在接收口等待高电平输出.当有高电平输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,就可以移动测量的值了4、局限性：该模块在将电信号转化成声波的过程中，所产生的声波并不是理想中的矩形，而是一个类似花瓣一样形状，发送超声波的波束角大约为15度。在实际应用中，该波束应为一个立体的圆锥形，这也导致两个问题：1） 随着探测距离的延长，探测障碍物方位的准确性下降。即无法对障碍物进行准确定位。2） 探测距离越远，能量扩散越严重，在障碍物不理想的情况下，返回信号减弱，以至于在标准探测范围内，返回脉冲也达不到该模块的判断阈值。三、 单片机控制模块系统采用STC90C516RD+控制芯片。电路图：算法流程图如下：开始K3被按下显示两个报警极限K2被按下显示、修改最大极限显示最小报警极限模式选择K8被按下K8被按下静态测量修改最小极限等待模式选择T请在此放置您的文字FFTFTFT动态测量模式1模式2K8被按下K8被按下FTTF系统框架图如下:数码管51单片机最小系统板独立按键蜂鸣器发光二极管超声波测距模块代码如下：#include#define UC unsigned char#define UI unsigned intvoid delay(UI);/延时9.56us程序sbit beep = P13;/用于声音报警sbit Lv = P17;/用于光报警sbit Hong = P16;sbit QD = P37;/K8 /P37口(K8)为确定键,sbit GX = P31;/K7/P33口(K2)为修改键,sbit SX = P36;/K6/P32(K3)为测量键.sbit BX = P30;/K5/个(K7),十(K6),百(K5),三位修改键sbit a = P12;/百位/数码管位选sbit b = P11;/十位sbit c = P10;/个位sbit trig = P14;/方波发射端sbit echo = P15;/超声波接收端void IntConfiguration();/用来设置中断的函数,P33口(K2)为修改键,P32(K3)为测量键.void TimeConfiguration();/用来设置定时器的函数sbit K1 = P34;/动态sbit K4 = P35;/静态/用于进行模式切换(K1、K4键)void xiaxian();/修改函数,用来修改下限void shangxian();/修改函数,用来修改上限UI min3=0,5,0;/报警极限,拆分为百十个三位UI max3=3,0,0;/MIN,MAX 用来存储最大和最小值void MINxianshi(UI);/最小范围和最大范围的显示void MAXxianshi(UI);UC code CharacterCode10 = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;void main()TimeConfiguration();/设置定时器0IntConfiguration();/设置中断允许,K4键为修改键,K8键为确定键while(1)MINxianshi(40);/1.50169000sMAXxianshi(40);/1.50098300svoid zhongduan_0() interrupt 0/测量中断函数(外部中断0)UI moshi = 0;UI juli = 0;UI time = 0;UI MAX, MIN;UI TT = 0;/用于第一次测量时给P15口置一,以便正确读取数值UI t1, t2, t3;UI GE = 0, SHI = 0, BAI = 0;/先定义三个变量,用来显示测量的距离.a = 0;b = 0;c = 0;P2 = 0x00;/防止最后显示的那个数码管一直亮MAX = max0*100 + max1*10 + max2;/计算最大与最小值MIN = min0*100 + min1*10 + min2;while(1)/下面进行测量while(1)/*先进行模式判断*/if(0 = K1)moshi = 1;break;/模式1为动态测量if(0 = K4)moshi = 2;break;/模式2为静态测量if(0 = QD)return;/结束测量函数loop:beep = 1;Lv = 1;Hong = 1;a = 0; b = 0; c = 0;P2 = 0x00;if( (0 = QD)&(1 = moshi) )break;if( (0 = QD)&(2 = moshi) )delay(55500);if(0 = QD)delay(55500);if(0 = QD)break;t1 = 350;t2 = 35; t3 = 235;trig = 0; echo = 0; delay(2);trig = 1; delay(2); trig = 0;while(echo = 0);TR0 = 1;while(echo = 1);TR0 = 0;+TT;if(1 = TT)delay(55500);TH0 = 0x00;TL0 = 0x00;goto loop;time=TL0+TH0*256;TH0=0x00;TL0=0x00;juli=( int )( (time*0.034)/2 );BAI = ( (juli%1000)/100 );SHI = ( (juli%100)/10 ); GE = ( juli%10 );if(juli MAX)Hong = 0;Lv = 1;while( t1- )a = 0; b = 1; c = 1; P2 = CharacterCodeBAI; delay(80);a = 1; b = 0; c = 1; P2 = CharacterCodeSHI; delay(80);a = 1; b = 1; c = 0; P2 = CharacterCodeGE; delay(70);beep = 0;if( (1 = moshi)&(0 = t1) )goto loop;if(moshi = 2)t1 = 2;if(0 = QD)goto loop;else if(juli MIN)Lv = 0;Hong = 1;while( t2- )a = 0; b = 1;c = 1; P2 = CharacterCodeBAI; delay(500);a = 1; b = 0;c = 1; P2 = CharacterCodeSHI; delay(500);a = 1; b = 1; c = 0; P2 = CharacterCodeGE; delay(400);beep = 0;delay(100);beep = 1;if( (1 = moshi)&(0 = t2) )goto loop;if(2 = moshi)t2 = 2;if(0 = QD)goto loop;elsebeep = 1;Lv = 1;Hong = 1;while( t3- )a = 0; b = 1;c = 1;P2 = CharacterCodeBAI;delay(80);a = 1; b = 0; c = 1;P2 = CharacterCodeSHI;delay(80);a = 1; b = 1; c = 0;P2 = CharacterCodeGE;delay(70);if( (1 = moshi)&(0 = t3) )goto loop;if(2 = moshi) t3 = 2;if(0 = QD)goto loop;/显示结束void zhongduan_1() interrupt 1TH0 = 0x00;TL0 = 0x00;void zhongduan_2() interrupt 2/修改键(K4)的中断函数(外部中断1)xiaxian();while(QD=0);shangxian();void MINxianshi(UI TT)/显示最小距离while(TT-)a = 0; b = 1; c = 1;P2 = CharacterCodemin0;delay(500);a = 1; b = 0; c = 1;P2 = CharacterCodemin1;delay(500);a = 1; b = 1; c = 0;P2 = CharacterCodemin2;delay(500);P2 = 0x00;delay(55500);void MAXxianshi(UI TT)/显示最大距离while(TT-)a = 0; b = 1; c = 1;P2 = CharacterCodemax0;delay(500);a = 1; b = 0; c = 1;P2 = CharacterCodemax1;delay(500);a = 1; b = 1; c = 0;P2 = CharacterCodemax2;delay(500);P2 = 0x00;delay(55500);void delay(UI T)/延时程序while(T-);void IntConfiguration()/设置中断函数PT2 = 0; PS = 0; PT1 = 0; PX1 = 0; PT0 = 1; PX0 = 0;IT1 = 1;EX1 = 1;IT0 = 1;EX0 = 1;ET0 = 1;EA = 1;void TimeConfiguration()TMOD = 0x01;TH0 = 0x00;TL0 = 0x00;void xiaxian()/修改下限while(1)if(BX=0)/百位P2=0x00;min0+;if(min0=10)min0=0;delay(60000);a = 0;b = 1;c = 1;P2 = CharacterCodemin0;delay(100);if(SX=0)/十位P2=0x00;min1+;if(min1=10)min1=0;delay(60000);a = 1; b = 0; c = 1;P2 = CharacterCodemin1;delay(100);if(GX=0)/个位P2=0x00;min2+;if(min2=10)min2=0;delay(60000);a = 1; b = 1; c = 0;P2 = CharacterCodemin2;delay(100);if(QD=0)break;void shangxian()/修改上限while(1)if(BX=0)/百位P2=0x00;max0+;if(max0=10)max0=0;delay(60000);a = 0;b = 1;c = 1;P2 = CharacterCodemax0;delay(100);if(SX=0)/十位P2=0x00;max1+;if(max1=10)max1=0;delay(60000);a = 1; b = 0