简单的单片机超声波测距板.doc

嘉兴职业技术学院毕业设计（论文）题 目：简单的单片机超声波测距板作 者： 刘一超 系 （部）： 机电与汽车分院 专业班级： 电气自动化 092 指导教师： 职 称： 讲师 2012年 05月 31 日简单的单片机超声波测距板摘要这款简单的单片机超声波测距板，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接收电路三部分。单片机采用AT89C2051。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P3.5端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，P3.7端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3位共阳LED数码管，段码输出端口为单片机的P1口，位码输出端口分别为单片机的P3.2、P3.1、P3.0口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。测量范围25-300厘米，精度1厘米。目 录第1章 综述11.1 论文研究的目的11.2 注塑机国内外研究概况及发展趋势21.2.1 注塑机的发展过程21.2.2 注塑机的的国内外研究现状3第2章 温度控制方案设计52.1总体设计方案52.2单片机控制系统的选择62.3系统硬件原理图72.4系统软件主程序图7第3章 硬件设计103.1系统硬件设计原则103.1.1系统硬件整体结构113.1.2系统硬件总体方案论证113.1.3各部分电路方案论证123.2 系统硬件电路设计123.2.1 输入电路设计133.3 输出电路的设计163.4 外围电路的设计163.4.1 键盘控制电路163.4.2温度设定电路183.4.3超越报警电路18第4章 软件设计204.1系统软件需要完成的任务204.2系统软件设计的基本原则204.2.1采样子程序214.2.2键盘处理子程序214.2.3控制算法子程序234.2.4温度控制输出子程序24第5章温度控制方法与仿真255.1常规PID控制255.2对常规PID控制的分析265.3计算机仿真26参考文献29致 谢30综述超声波测距学习板，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.274.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。1.1 论文研究的目的超声波测距学习板可应用于汽车倒车，建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位，深井，管道长度的测量等场合。要求测量范围在0-274.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触。能够清晰稳定地显示测量结果。使用超声波测距器利用了超声波在空气中传播特性,它有很多特点如: 测定物位距离时不接触被测物体,无活动部分,安装,调试简单,无维修,保养方便,测量精度高,作为物位测量控制器. 测量控制料位,液位变化的精确位置, 因此可非接触测量有腐蚀性的各种液体,固体,通过本控制器键盘预置输入开启或关闭的测距控制数值 ,实现物位,液位的自动化控制,并可输出1200BIT串行数据信号,以便和PC计算机及远程显示板的连接,如;用485标准串口可传送2000米以上,有利于数据的远程传送及处理.1.2 超声波测距板国内外研究概况及发展趋势1.2.1超声波测距板的发展过程焊好的实物图原理图 ; 基于AT89C2051单片机超声波测距系统; 测量范围35-300厘米; 中断入口程序 ;ORG 0000HAJMP STARTORG 000BH; 主 程 序 ;START : MOV R0,#70H ;立即数70H送寄存器R0中MOV R7,#0BH ;立即数0BH送寄存器R7中MOV 20H,#00H ;立即数00H送20H单元中CLEARDISP: MOV R0,#00H ;立即数立即数00H送R0中的地址单元中INC R0 ;寄存器R0加1DJNZ R7,CLEARDISP;寄存器中的数值减1非零时转移MOV TMOD,#01H ;置定时器T0工作方式样3,对内部机器周期计数CJZCX:MOV TL0,#00H ;装入定时器初值MOV TH0,#00HMOV R0,#0FHMOV R1,#5bHpuzel:MOV 14H,#08H ;超声波发射持续200usHere:CPL P3.5 ;输出40kHz方波NOP ; NOP ; NOP ; DJNZ 14H,Here ; SETB TR0SETB P3.2MOV R6,#53H ;延时1.5msDL0: MOV R5,#03HDJNZ R5,$DJNZ R6,DL0QBA:JNB P3.7,QBCDJNZ R1,QBADJNZ R0,QBAQBC:CLR P3.2CLR TR0 MOV 70H,tl0MOV 71H,tH0MOV R2,71HMOV R3,70HMOV R6,#22HMOV R7,#0HLCALL MULD MOV R6,#64HMOV R7,#0HLCALL DIVDMOV 73H,R2MOV 74H,R3MOV R3,#0HMOV R4,#0HMOV R5,#0HMOV R6,73HMOV R7,74H LCALL HB2 MOV A,R4 ;分离BCDMOV B,#10HDIV ABMOV 78H,AMOV 77H,BMOV A,R5MOV B,#10HDIV ABMOV 76H,AMOV 75H,BMOV 7AH,#0EFHXXX:LCALL DISPLAY DJNZ 7AH,XXXAJMP CJZCX; 乘34程序(乘声速) ;MULD: MOV A,R3 ;计算R3乘R7MOV B,R7MUL ABMOV R4,B ;暂存部分积MOV R5,AMOV A,R3 ;计算R3乘R6MOV B,R6MUL ABADD A,R4 ;累加部分积MOV R4,ACLR AADDC A,BMOV R3,AMOV A,R2 ;计算R2乘R7MOV B,R7MUL ABADD A,R4 ;累加部分积MOV R4,AMOV A,R3ADDC A,BMOV R3,ACLR ARLC AXCH A,R2 ;计算R2乘R6MOV B,R6MUL ABADD A,R3 ;累加部分积MOV R3,AMOV A,R2ADDC A,BMOV R2,ARET; 除100程序(除法) ;DIVD: CLR C ;比较被除数和除数MOV A,R3 SUBB A,R7MOV A,R2SUBB A,R6JC DVD1SETB OV ;溢出RETDVD1: MOV B,#10H ;计算双字节商DVD2: CLR C ;部分商和余数同时左移一位MOV A,R5RLC AMOV R5,AMOV A,R4RLC AMOV R4,AMOV A,R3RLC AMOV R3,AXCH A,R2RLC AXCH A,R2MOV F0,C ;保存溢出位CLR CSUBB A,R7 ;计算（R2R3R6R7）MOV R1,AMOV A,R2SUBB A,R6ANL C,/F0 ;结果判断JC DVD3MOV R2,A ;够减，存放新的余数MOV A,R1MOV R3,AINC R5 ;商的低位置一DVD3: DJNZ B,DVD2 ;计算完十六位商（R4R5）MOV A,R4 ;将商移到R2R3中MOV R2,AMOV A,R5MOV R3,ACLR OV ;设立成功标志RET; BCD转换 ;HB2: CLR A ;BCD码初始化MOV R3,AMOV R4,AMOV R5,AMOV R2,#10H ;转换双字节十六进制整数HB3: MOV A,R7 ;从高端移出待转换数的一位到CY中RLC AMOV R7,AMOV A,R6RLC AMOV R6,AMOV A,R5 ;BCD码带进位自身相加，相当于乘2ADDC A,R5DA A ;十进制调整MOV R5,AMOV A,R4ADDC A,R4DA AMOV R4,AMOV A,R3ADDC A,R3MOV R3,A ;双字节十六进制数的万位数不超过6，不用调整DJNZ R2,HB3 ;处理完16bitRET ; 显示程序 ;DISPLAY: MOV R1,#76H ;立即数76H送寄存器中MOV R5,#0FEH ;立即数FEH送寄存器R5中PLAY: MOV A,R5 ;寄存器R5中的数值送累加器A中MOV P3,A ;累加器A中的数值送P3口MOV A,R1 ;以寄存器R1中的数为地址单元的数值送累加器中 MOV DPTR,#TAB ;16位地址送地址寄存器中MOVC A,A+DPTR ;以中的地址为基地变址寻址单元中的数送累加器MOV P1,A ;累加器A中的数值送P1口MOV R6,#14H ;立即数据14送寄存器R6中DL1:MOV R7,#19H ;立即数据19送寄存器R7中DL2:DJNZ R7,DL2 ;寄存器中的数据减1,不为零时则转移DJNZ R6,DL1 ;寄存器中的数据减1,不为零时则转移INC R1 ;寄存器R1中的数值加1MOV A,R5 ;寄存器R5中的数值送累加器A中JNB ACC.2,ENDOUT ;地址位为0则转到ENDOUTRL A ;累加器循环右移MOV R5,A ;累加器A中的数值送寄存器R5中AJMP PLAY ;绝对短转移ENDOUT: SETB P3.5 ;置P3.5口MOV P1,#0FFH ;立即数0FEH送P1口RET ;返回TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFHEND ;结束 致 谢紧张而有序的毕业设计已接近尾声，在整个设计过程中，吴湘莲老师为我提供了极大的帮助。在设计中遇到很多很多困难，吴老师总是耐心的为我讲解，帮助我建立概念，理论联系实际，为我们提供最新的资料和信息，积极引导我的思维，让我们大胆创新，勇于探索，研究解决问题的办法。对于我的设计，吴老师经过认真地审阅，每一部分都为我进行详细地讲解和引导，指出很多错误，提出很多宝贵意见，让我得到改进，使得我的设计工作较为圆满地完成。在此，对吴老师表示衷心的感谢。随着毕业设计的完成，我的大学生活也即将结束，在这大学生活的三年里，我感受到了大学的快乐，接受了大学的愉悦，最主要的是我学到了应用的知识，在这里老师的教诲，同学的情谊，以及工作和学习的热情，在我的脑海里有了不可磨灭的印象，三年很快就过去了，我发现我对即将离去充满了不舍，我怀念我的学习生活，我怀念老师和同学。走出校园我要一切从零开始，用自己的勤奋和智慧去开创属于自己的一片天地。最后要感谢所有的任课老师，在这三年里对我的悉心教导。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂