超聲波測距系統(tǒng)畢業(yè)論文

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1、目錄 目錄 - 0 - 摘 要 - 1 - Abstract - 2 - 1 緒論 - 3 - 1.1 超聲波測距概述 - 3 - 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和功能要求 - 3 - 2 超聲波測距原理 - 5 - 2.1超聲波的基礎(chǔ)知識 - 5 - 2.1.1超聲波的波型及其傳播速度 - 5 - 2.1.2 超聲波的反射和折射 - 6 - 2.1.3 聲波的衰減 - 7 - 2.2 超聲波發(fā)生器 - 7 - 2.3 壓電式超聲波發(fā)生器原理 - 8 - 2.4 超聲波測距原理 - 8 - 3 硬件電路的設(shè)計(jì) - 10 - 3.1 芯片選型 - 10 - 3.1.1

2、單片機(jī)AT89C51性能介紹 - 10 - 3.1.2 超聲波接收芯片CX20106A性能介紹 - 13 - 3.2 超聲波測距系統(tǒng)框架圖 - 15 - 3.3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) - 16 - 3.3.1 單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路 - 16 - 3.3.2 超聲波發(fā)射電路 - 17 - 3.3.3 超聲波檢測電路 - 18 - 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) - 20 - 4.1主程序設(shè)計(jì) - 20 - 4.2 超聲波發(fā)射子程序和超聲波接收中斷程序 - 21 - 4.3 LED動態(tài)顯示程序 - 21 - 5 系統(tǒng)調(diào)試及誤差分析 - 24 - 5.1 調(diào)試 - 24 - 5.2 性

3、能分析 - 24 - 5.3 誤差分析 - 24 - 5.3.1發(fā)射接收時(shí)間對測量精度的影響分析 - 25 - 5.3.2測量環(huán)境對測量精度的影響分析 - 25 - 5.3.3超聲波波束對探測目標(biāo)的入射角的影響 - 26 - 6 結(jié)束語 - 27 - 致 謝 - 28 - 參考文獻(xiàn) - 29 - 附錄1：超聲波測距系統(tǒng)電路圖 - 30 - 附錄2：程序清單 - 31 - 摘 要 隨著科技的發(fā)展，非接觸式距離測量在工業(yè)中有了廣泛應(yīng)用。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。

4、利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，在測量精度方面也能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。全文主要有以下五個(gè)部分： 第一部分為緒論，簡述了超聲波測距的發(fā)展?fàn)顩r，提出了本研究的研究思路、研究方法和研究意義。 第二部分講述了一些超聲波的基礎(chǔ)知識及超聲波測距的原理。 第三部分是超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)用各使用硬件的性能介紹。 第四部分為系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)。 第五部分描述了系統(tǒng)的調(diào)試過程，并形成了結(jié)論，并指出了研究的不足。 關(guān)鍵詞 超聲波、單片機(jī)、AT89C51、CX20106A Abstract With the

5、 development of technology, non-contact distance measurement in a wide range of industrial applications. Because of the strong points of ultrasonic energy consumption has been slow, medium transmission distance, which is frequently used in ultrasonic distance measurement, such as the range finder an

6、d level measurement, and so can be achieved by ultrasound. Ultrasonic detection often use relatively rapid, convenient and calculation is simple and easy to real-time control, the measurement accuracy can be achieved industrial practical requirements. The full text of the following five major compon

7、ents: Introduction to the first part, Ultrasonic Ranging outlined the development of the proposed ideas of this study, methods and significance. The second part on the basis of a number of ultrasonic ranging knowledge and the principles of ultrasound. The third part is Ultrasonic Ranging S

8、ystem hardware design with the use of hardware on performance. Part IV is divided into part of the system software design. Part V describes the system debug process, and formed a conclusion, and pointed out the lack of research. Keywords Ultrasonic;Microcontroller;AT89C51;CX201

9、06A 1 緒論 1.1 超聲波測距概述 隨著科技的發(fā)展，非接觸式距離測量在工業(yè)中有了廣泛應(yīng)用，常用的技術(shù)主要有微波雷達(dá)測距、激光測距及超聲波測距。激光測距是利用激光的單色性和相干性，方向性強(qiáng)等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高精度的計(jì)量和檢測，如測量長度、距離、速度、角度等等。一般應(yīng)用到遠(yuǎn)距離測量。微波雷達(dá)測距是利用目標(biāo)對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其位置。根據(jù)微波雷達(dá)的用途不同，所測定的目標(biāo)可能是飛機(jī)、導(dǎo)彈、車輛、建筑物、云雨等。微波測距一般應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)，GPS 定位系統(tǒng)。前兩種測距方法由于技術(shù)難度大，成本高，一般僅用于軍事工業(yè)，而超聲波測距則由于其技術(shù)難度相對較低，且成本低廉，適于民用推廣。由于超聲

10、波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，在測量精度方面也能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求[1]。 在自動測量和微機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，超聲波測距的理論已經(jīng)成熟，超聲波測距的應(yīng)用也非常廣泛。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法，它不受光線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定

11、的適應(yīng)能力。因此在液位測量、機(jī)械手控制、車輛自動導(dǎo)航、物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。特別是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高；而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小信號處理可靠等特點(diǎn)。需要注意的是，超聲波在空氣中傳播速度會隨介質(zhì)溫度升高而增加，所以在測距精度要求較高的情況下，應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右哉齕2]。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和功能要求 本設(shè)計(jì)采用核心成本低，精度高的AT89C51或其兼容系列單片機(jī)為主控制器，用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)LED數(shù)字顯示， 超聲波發(fā)射電路由反向器74LS04和超聲波發(fā)生器T

12、構(gòu)成， 單片機(jī)P1.0端口輸出的40kHz方波信號一路經(jīng)反向器驅(qū)動后發(fā)射， 超聲波接收電路由紅外檢波芯片CX20106A和超聲波發(fā)生器R構(gòu)成，回波信號由單片機(jī)P3.2端口接收，顯示電路采用動態(tài)顯示掃描接口電路， 由四位數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的段碼采用74LS373驅(qū)動，位碼采用另一個(gè)74LS373驅(qū)動。軟件設(shè)計(jì)方面采用MCS-51語言程序編程。其具有較高的效率并且容易精確計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間且通俗易懂。程序主要由主程序，超聲波發(fā)射子程序，超聲波接受中斷程序及顯示子程序組成。 該系統(tǒng)可應(yīng)用于汽車倒車，建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可用于如液位，井深，管道長度，物位厚度的測量。在環(huán)境0~4

13、0℃，0~70％RH的條件下工作，其測量范圍為0.07~1.00m，其測量精度為1cm，測量時(shí)與被測物體無直接接觸，能夠清晰，穩(wěn)定的顯示測量結(jié)果。 2 超聲波測距原理 2.1超聲波的基礎(chǔ)知識 振動在彈性介質(zhì)的傳播稱為波動，簡稱波。其頻率在16~20KHz之間，能為人耳所聞的機(jī)械波，稱為聲波；低于16Hz的機(jī)械波，稱為次聲波；高于20KHz的機(jī)械波，稱為超聲波。頻率在3108~31011 Hz之間的波，稱為微波。聲波頻率界限圖如圖2-1所示。 圖2-1 聲波頻率界限圖 2.1.1超聲波的波型及其傳播

14、速度 聲源在介質(zhì)中施力方向與波在介質(zhì)中傳波的方向不同，聲波的波形也不同。通常有： （1）縱波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向一致的波，它能在固體，液體和氣體介質(zhì)中傳播。 （2）橫波：質(zhì)點(diǎn)振動方向垂直于波的傳播方向的波，它能在固體介質(zhì)中傳播； （3）表面波：質(zhì)點(diǎn)振動介于橫波與縱波之間，沿著介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，其振幅隨深度增加而迅速衰減的波，表面波只在固體的表面?zhèn)鞑ァ? 超聲波的傳播速度與介質(zhì)密度和彈性特性有關(guān)。超聲波在氣體和液體中傳播時(shí)，由于不存在剪切應(yīng)力，所以僅有縱波的傳播，其傳播速度c為： （2-1） 式（2-1）中ρ為介質(zhì)的密度，B

15、a為絕對壓縮系數(shù)。它們都是溫度的函數(shù)，使超聲波在介質(zhì)中的傳播速度隨溫度的變化而變化。 2.1.2 超聲波的反射和折射 聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，在兩個(gè)介質(zhì)的分界面上一部分聲波被反射。另一部分透射過界面，在另一種介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播。這樣的兩種情況稱之為聲波的反射和折射，如圖2-2所示。 圖2-2 超聲波的反射和折射 由物理學(xué)知，當(dāng)波在界面上產(chǎn)生反射時(shí)，入射角α的正弦與反射角α′正弦之比等于波速之比。當(dāng)波在界面處產(chǎn)生折射時(shí)，入射角α的正弦與折射角β的正弦之比，等于入射波在第一介質(zhì)中的波速c1 與折射波在第二介質(zhì)中的波速c2之比，即：

16、 （2-2） 聲波的反射系數(shù)和透射系數(shù)可以分別由（2-3），（2-4）式求得： （2-3） （2-4） 式中：Ir ，I0 ，It分別為入射波，反射波，透射波的聲強(qiáng);α ，β分別為聲波的入射角和折射角。 ρ1c1，ρ2 c2分別為兩介質(zhì)的聲阻抗，其中c1和c2 分別為反射波和折射波的速度。 2.1.3 聲波的衰減 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，能量逐漸衰減，其衰減的程度與聲波的擴(kuò)散，散射，及吸收等因素有關(guān)，其聲壓和聲強(qiáng)的衰減規(guī)律為：

17、 （2-5） （2-6） 式中Px ，Ix 為距聲源處的聲壓和聲強(qiáng)；x為聲波的聲源間的距離；α為衰減系數(shù)，單位為Np/cm(奈培/厘米)。 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，能量的衰減決定于聲波的擴(kuò)散，散射和吸收。在理想介質(zhì)中，聲波的衰減僅來自聲波的擴(kuò)散，即隨聲波傳播距離增加而引起聲能的減弱。散射衰減是指超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，固體介質(zhì)中的顆粒界面或流體介質(zhì)中的懸浮粒子使聲波產(chǎn)生散射，其中一部分聲能不在沿原來方向運(yùn)動，而形成散射。散射衰減與散射粒子的形狀，尺寸，數(shù)量，介質(zhì)的性質(zhì)和散射粒子的性質(zhì)有關(guān)。吸收衰減是由

18、于介質(zhì)粘滯性，使超聲波介質(zhì)中傳播時(shí)造成質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)摩擦，從而使一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，通過熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱交換，導(dǎo)致聲能的損耗[3]。 2.2 超聲波發(fā)生器 超聲波是指頻率高于20KHz的機(jī)械波，在測距過程中，聲波的發(fā)射和接收是通過超聲波發(fā)生器來完成的，人們習(xí)慣稱超聲波發(fā)生器為超聲波換能器，換能器就是那種可以把一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量的器件。我們所涉及到的換能器是那種將超聲能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能或其他一些形式能量的器件?？赡鎿Q能器是指可以以相等的效率對兩種形式的能量做相互轉(zhuǎn)換的那種換能器。為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類:一

19、類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，另一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同， 因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器[4]。 2.3 壓電式超聲波發(fā)生器原理 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，它有兩壓電晶片和一個(gè)共振板。發(fā)射超聲波時(shí)，壓電傳感器中的壓電晶片受發(fā)射電脈沖激勵后產(chǎn)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。接收超聲波時(shí)，兩電極間未外加電，共振波接收到超聲波，將壓迫壓電晶片作振動將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號。

20、 圖2-3 超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2.4 超聲波測距原理 超聲波測距的方法有多種，如相位檢測法、聲波幅值檢測法和渡越時(shí)間檢測法等。相位檢測法雖然精度高，但檢測范圍有限;聲波幅值檢測法易受反射波的影響，故本系統(tǒng)采用超聲波渡越時(shí)間檢測法。其原理為: 檢測從超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波，經(jīng)氣體介質(zhì)的傳播到接收器的時(shí)間，即渡越時(shí)間。渡越時(shí)間與氣體中的聲速相乘，就是聲波傳輸?shù)木嚯x。超聲波測距的原理如圖2-4所示，即超聲波發(fā)聲器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號，同時(shí)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測物體后反射回來，就會被超聲波接收器R接收，于此同時(shí)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。這樣，只要算出從發(fā)出超聲波信號到

21、接收到返回信號所用的時(shí)間，就可以算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。該距離的計(jì)算公式如下： （2-7） 其中：d為被測物與測距器的距離；s為聲波的來回路程;v為聲速；t為聲波來回所用時(shí)間。 超聲波是一種聲波，其聲速受溫度，壓強(qiáng)，濕度等因素的影響，其中受溫度的影響最大，溫度平均每升高一度，聲速都會增加約0.6米/秒，在已知溫度為T的條件下，超聲波的傳播速度V的計(jì)算公式近似為： V=331.5+0.607T （2-8） 表2-

22、1列出了幾種不同溫度下的超聲波聲速。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速基本是不變的。如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆竭M(jìn)行校正，聲速確定后，只要測得超聲波往返時(shí)間，即可求得距離。 圖2-4 超聲波測距原理圖 表2-1 不同溫度下超聲波聲速表 溫度/℃ -30 -20 -10 0 10 20 30 100 速度(m/s) 313 319 325 323 338 344 349 386 3 硬件電路的設(shè)計(jì) 3.1 芯片選型

23、3.1.1 單片機(jī)AT89C51性能介紹 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51?指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案[5]。 [1] 主要特性： (1)面向控制的8位和CPU指令系統(tǒng)。 (2)4K

24、字節(jié)的程序存儲器（ROM或EPROM）。 (3)128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器。 (4)可編程的并行I/O口P0—P3，有32位雙向輸入/輸出線。 (5)一個(gè)全雙工串行口。 (6)兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。 (7)五個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)。 (8)一個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器械的時(shí)鐘電路。 (9)可以尋址64K字節(jié)的程序存儲器和64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器。 由此可見，MSC51單片機(jī)是功能相當(dāng)強(qiáng)的8位微型機(jī)。 [2] 引腳功能 AT89C51有40個(gè)引腳，在40條引腳中，有兩條專用于電源的引腳，2條晶體的引腳，4條控制其它電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出， 圖3-1為AT89C

25、51的引腳圖。下面分別說明這些引腳的名稱和功能[6]。 圖3-1 AT89C51的引腳圖 （1）主電源引腳和 ：接+5V電源。 ：接電源地。 （2）輸入輸出（I/O）引腳P0，P1，P2和P3 P0口:P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高[7]。 P1口:P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門

26、電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收[8]。 P2口:P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特

27、殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號[9]。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，其第二功能表如表3-1所示： 表3-1 P3口各口線第二功能表 口線 第二功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 INT0（外部中斷0） P3.3 INT1（外部中斷1）

28、 P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） （3）時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1：接外部晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，對于HMOS單片機(jī)，此引腳必須接地；對CHMOS單片機(jī)，此引腳做為驅(qū)動端。 XTAL2：接外部的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率。若采用外部時(shí)鐘時(shí)，對于HMOS單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對于CHMOS單片機(jī)，

29、此引腳應(yīng)懸空。 （4）控制信引腳RST，ALE//PROG，/PSEN，/EA，/Vpp RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用

30、。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）[10]。 3.1.2 超聲波接收芯片CX20106A性能介紹 CX20106A是紅

31、外線遙控接收前置放大雙極型集成電路，適用于電視機(jī)等。內(nèi)部電路由前置放大器，自動偏置電平控制電路，限幅放大器，帶通濾波器，峰值檢波器和波形整形電路等組成。 [1] 主要特性 (1) 低電壓供電，其典型值為5V。 (2) 功耗低，VCC=5V時(shí)，其典型功耗為9mW。 (3) 帶通濾波器的中心頻率可通過改變5腳和電源之間的電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的范圍為30—60KHz，由于未使用電感，可不受磁場的干擾，因此抗干擾能力效強(qiáng)。 (4) 能于PIN光電二極管直接連接。 (5) 集電極開路輸出，能直接驅(qū)動TTL或CMOS電路。 (6) 8腳單列直插式。 [2] 引腳排列圖及功能 CX

32、20106A采用8條引腳直插封裝形式，其引腳圖如圖3-2所示，其邏輯框圖如圖3-3所示，表3-2為其引腳功能表，表3-3為其直流特性測試表，表3-4為其極限參數(shù)表。 圖3-2 CX20106A引腳圖 (1) 功能表 表3-2 CX20106A引腳功能表 引腳圖 符號 功能 1 IN 遙控信號輸入端 2 C1 前置放大器頻率特性和增益設(shè)定 3 C2 接檢波電容 4 GND 接地 5 f0 設(shè)定帶通濾波器的中心頻率 6 C3 外接積分電容 7 OUT 遙控指令輸出端 8 Vcc 外接電源 (2) 邏輯框圖 圖3-3

33、 CX20106A邏輯框圖 (3) 直流特性表 表3-3 CX20106A直流特性測試表 腳號 電壓 注 1 2．5V 2 2.5V 3 1.5V 4 接地 5 1.4V 6 5.0V 7 1.0V 8 接地 (4) 極限參數(shù) 表3-4 極限參數(shù)表 參數(shù)名稱 符號 參數(shù)值 單位 電源電壓 VCC 17 V 輸入信號電壓 VIN 5 V 允許功耗 Pd 0.6 W 工作環(huán)境溫度 Tamb -25~+75 ℃ 貯藏溫度 Tatg -55~+150 ℃ 3.2 超聲波

34、測距系統(tǒng)框架圖 超聲波測距系統(tǒng)包括單片機(jī)系統(tǒng)，超聲波發(fā)射電路，超聲波檢測接收電路，數(shù)碼管顯示電路四部分，超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖3-4所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要并綜合各方面因素，本系統(tǒng)采有AT89C51單片機(jī)為主控制器。由單片機(jī)的晶振電路產(chǎn)生4MHz 方波信號，經(jīng)分頻器分頻輸出一40kHz 的驅(qū)動信號給超聲波發(fā)生器T，使發(fā)射器起振發(fā)出超聲波。同時(shí)啟動單片機(jī)的計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)。超聲波信號在空氣中傳播至障礙物后產(chǎn)生反射，反射回波被超聲波接收器R接收，轉(zhuǎn)換為電信號脈沖，經(jīng)放大，濾波，比較，整形后，輸入到外部中斷口產(chǎn)生中斷， 計(jì)數(shù)器停止，通過，計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)就能算出渡越時(shí)間大小，從而求出間距d。數(shù)碼管顯示電

35、路用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)。 圖3-4 超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 3.3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 3.3.1 單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路 單片機(jī)采用89S51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減小測量誤差。單片機(jī)用P1.0端口輸出超聲波轉(zhuǎn)化器所需的40KHz方波信號，利用外中斷0口檢測超聲波接受電路輸出的返回信號。 LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，顯示電路采用簡單實(shí)用的4位共陽LED數(shù)碼管，采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用CPU時(shí)間少，編程簡單，顯示便于監(jiān)測和控制，但其占用的口線多，硬件電路復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場

36、合。因此在顯示器位數(shù)較少的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式[11]。 采用動態(tài)掃描法，這種方法使顯示器件分時(shí)工作，每一次只能有一個(gè)器件顯示即在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時(shí)刻選通另一位數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼，依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要顯示的字符，雖然這些字符是在不同的時(shí)刻分別顯示，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，所以，仍感覺到所有的器件都在同時(shí)顯示，這種顯示方法的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，價(jià)格低；但占用機(jī)時(shí)多，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就會立刻停止顯示。 動態(tài)顯示的亮度與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隙時(shí)間的比例有關(guān)。單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路原理圖如圖3-5所示。P2口作為位

37、掃描口，經(jīng)一個(gè)74LS373驅(qū)動后接公共陽極，P0口作為段數(shù)據(jù)口，經(jīng)另一個(gè)74LS373驅(qū)動后接顯示器的各個(gè)陰極。 圖3-5 單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路原理圖 3.3.2 超聲波發(fā)射電路 超聲波發(fā)射電路如圖3-6所示。發(fā)射電路主要由74LS04反向器和超聲波發(fā)生器構(gòu)成，AT89C51單片機(jī)P1.0端口輸出的40kHz方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波發(fā)生器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波發(fā)生器的另一個(gè)電極，當(dāng)用這種推挽形式將方波信號加到超聲波發(fā)生器兩端可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，上拉電阻R10，R11一方面可以提高反向器用以提高74LS04輸出

38、高電平的驅(qū)動能力另一方面可以增加超聲波發(fā)生器的阻尼效果，以縮短其自由振蕩的時(shí)間[12]。 圖3-6 超聲波發(fā)射電路原理圖 超聲波的發(fā)射是采用超聲波換能器（TCT40—10F1），中心頻率為40 kHz，是利用壓電晶體諧振工作。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波。 3.3.3 超聲波檢測電路 超聲波檢測電路如圖3-7所示。參考紅外轉(zhuǎn)化接收期刊的電路采用集成電路CX20106A，這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，它由前置放大器，限幅放大器路，帶通濾波電路，峰值檢波器，波形整形電

39、路等組成。用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測距超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測電路。實(shí)驗(yàn)證明它具有很高的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。R14和C5是控制CX20106內(nèi)部放大增益，R12控制帶通濾波器的中心頻率。一般取R14=10Ω，C5=1F。其余元件按圖11取值。適當(dāng)改變C6的大小，可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。 超聲波的接收是采用超聲波換能器（TCT40—10S1），中心頻率也為40 kHz 如果其兩極未加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化電信號，信號經(jīng)過CX20106A濾波，放大，整形送到單片

40、機(jī)。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，器件標(biāo)志T為發(fā)射換能器，標(biāo)志R為接收換能器。 圖3-7 超聲波檢測電路圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 聲波測距軟件設(shè)計(jì)主要由主程序，超聲波發(fā)射子程序，超聲波接受中斷程序及顯示子程序組成。控制程序采用匯編語言編程，其具有較高的效率并且容易精確計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，下面對超聲波測距器的算法，主程序，超聲波發(fā)射子程序超聲波接受中斷程序，和顯示子程序逐一介紹。 4.1主程序設(shè)計(jì) 主程序首先對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并

41、給顯示端口P0和P2清0。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖，為避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直接波觸發(fā)，需延遲0.1ms(這也就是測距器會有一個(gè)最小可測距離的原因)后才打開外中斷0接收返回的超聲波信號。由于采用12MHz的晶振，機(jī)器周期為1us，當(dāng)主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來回所用的時(shí)間）按下式計(jì)算即可測得被測物體與測距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取20℃時(shí)的聲速為344m/s則有： （其中T0為計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)值，C為20℃時(shí)的聲速） （4-1） 測出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制BCD送往LED，顯示約0.5S，然后再發(fā)超聲

42、波脈沖重復(fù)測量過程。主程序流程圖如圖4-1所示。 圖4-1 主程序流程圖 4.2 超聲波發(fā)射子程序和超聲波接收中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是在P1.0端口發(fā)送2個(gè)左右的超聲波信號頻率（約40KHz的方波），脈沖寬度為12us左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器T0打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。超聲波測距器主程序利用外中斷0檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（INT0引腳出現(xiàn)低電平)，立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入該中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T0停止計(jì)時(shí)，并將測距成功標(biāo)志字賦值1[13]。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測到超聲波返回信號，則定時(shí)器T0溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測距成功標(biāo)志字賦值2以表示此次測距不成功。

43、圖4-2和圖4-3分別為超聲波發(fā)射子程序和超聲波接收中斷程序。 圖4-2 超聲波發(fā)射子程序 圖4-3 超聲波接收中斷程序 4.3 LED動態(tài)顯示程序 本系統(tǒng)采有共陽4位顯示器，在AT89C51中設(shè)置了四個(gè)顯示緩沖器單元40~43H分別存放4位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。AT89C51的P2.0~P2.3口輸出總有一位為高電平，即4位顯示器中僅有一位公共陽極為高電平，其他位為低電平；AT89C51的P0.0~P0.7口輸出相應(yīng)位的顯示數(shù)碼的段碼，使某一位顯示出一個(gè)字符，其他位為暗。依次地改變AT89C51的P2.0~P2.3口輸出為

44、高的位，P0.0~P0.7口輸出對應(yīng)的段碼，則4位顯示器就顯示出由緩沖器中顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。動態(tài)顯示子程序的框圖如圖4-4所示。顯示程序清單如下: DISPLAY: MOV R1，#40H; ;置緩沖指針初值 MOV R5，#01H ;掃描位值初送R5 PLAY: MOV A，R5 MOV P0，#0FFH MOV P2，A

45、 MOV A，@R1 ;取顯示數(shù)據(jù) MOV DPTR，#TAB MOVC A，@A+DPTR ;查表取段碼數(shù)據(jù) MOV P0，A LCALL DL1MS INC R1 MOV A，R5 JNB ACC.0，ENDOUT;G RL A MOV

46、 R5，A AJMP PLAY ENDOUT: MOV P2，#0FFH MOV P0，#0FFH RET TAB:DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0FFH，88H，0BFH ;共陽段碼表 "0 " ，"1 "，" 2 "， "3"，" 4" ， "5"， "6" ，"7 "，" 8" ，"9 "，"不亮"，"A" ，"-" DL1MS: MOV R6，#14H ;延時(shí)程序

47、 DL1: MOV R7，#19H DL2: DJNZ R7，DL2 DJNZ R6，DL1 RET 圖4-4 動態(tài)顯示子程序的框圖 5 系統(tǒng)調(diào)試及誤差分析 5.1 調(diào)試 超聲波測距儀的制作和調(diào)試都比較簡單，其中超聲波發(fā)射和接收采用Φ15的超聲波換能器TCT40-10F1（T發(fā)射）和TCT40-10S1（R接收），中心頻率為40kHz，安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4～8cm，其余元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據(jù)測量范

48、圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C4的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。 5.2 性能分析 硬件電路制作完成并調(diào)試好后，便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時(shí)間，以適應(yīng)不同距離的測量需要。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，測距儀能測的范圍為0.07～1.00m，測距儀最大誤差不超過1cm。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對測量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測量要求。 5.3 誤差分析 本系統(tǒng)測量范圍為0.07～1.00m.測量精度為1cm，測量時(shí)與被測物體無直接接接觸，能夠清晰，穩(wěn)

49、定地顯示測量結(jié)果。利用本文設(shè)計(jì)的測距系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測量的結(jié)果如表5-1所示，可以看出在10～65cm，測量誤差基本滿足要求。測量誤差主要來自以下幾個(gè)方面： 表5-1 測量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)際距離（cm） 測量距離(cm) 相對誤差(%) 10 10.2 2.0 20 21.5 7.5 30 31.0 3.0 40 38.4 -4.0 65 58 -10.7 5.3.1發(fā)射接收時(shí)間對測量精度的影響分析 采用TR40壓電超聲波傳感器，脈沖反射由單片機(jī)控制，發(fā)射頻率為40KHz，忽略脈沖電路產(chǎn)生的延時(shí)，可知由軟件生成的起始時(shí)間對于一般要求的精度是可靠的

50、。對于接收的回波，超聲波在空氣介質(zhì)中的傳播過程中會有很大的衰減，其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 設(shè)測量設(shè)備基準(zhǔn)確面距被測物距離為h，則空氣傳播的超聲波波動方程為： (5-1) 由(5-1)式知，超聲波在傳播過程中存在衰減，且超聲波頻率越高，衰減越快，但頻率的增高有利于超聲波的指向性，此式出自文獻(xiàn)<<近代超聲原理與應(yīng)用>>。 5.3.2測量環(huán)境對測量精度的影響分析 測量環(huán)境對超聲波測距測量精度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比收發(fā)時(shí)間的影響嚴(yán)重。由前文可知超聲波的傳播速度與介質(zhì)密度和彈性特性有關(guān)。因此，利用超聲波測

51、量距離，就要考慮這些因素對聲速影響。在氣體中，壓強(qiáng)，溫度，濕度等因素會引起密度變化，氣體中聲速主要受密度影響，液體的深度，溫度等因素會引起密度變化，固體中彈性模量對聲速影響較密度影響更大，一般超聲波在固體中傳播速度最快，液體次之，在氣體中的傳播速度最慢。氣體中聲速受溫度的影響最大。聲波擾動是機(jī)械的，聲波在傳播中帶有機(jī)械能量，聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱，從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象，稱為聲吸收。聲波的頻率越高衰減得越厲害，傳播距離也越短，在給定的頻率下，衰減是濕度的函數(shù)。 (1) 聲速受溫度的影響 工程上常用的由氣溫估算聲速的公式如下：

52、 (5-2) 式（5-2）中C0=331.m/s; T為絕對溫度，單位為K，此式出自文獻(xiàn)<<近代超聲原理與應(yīng)用>>。 此公式一般能為聲速的換算提供較為準(zhǔn)確的結(jié)果。實(shí)際情況下，溫度每升高或下降1℃，聲速將增加或減少0.607m/s，這個(gè)影響對于較高精度的測量是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此提高超聲波測量精度的重中之重就是獲得準(zhǔn)確的聲速。 (2) 聲波的衰減程度受濕度的影響 聲波傳播過程中，聲壓的幅度由于媒質(zhì)中聲吸收而衰減，聲強(qiáng)隨頻率增高衰減增加，在給定的頻率時(shí)衰減是濕度的函數(shù)。產(chǎn)生最大衰減時(shí)的濕度值視頻率而不同， 例如: 頻率大于125 kHz 時(shí)，最大衰減發(fā)生在濕度為100 %RH 處

53、，而在頻率40 kHz 時(shí)，最大衰減發(fā)生在濕度50 %RH 處[14]。 5.3.3超聲波波束對探測目標(biāo)的入射角的影響 當(dāng)超聲波波束對探測目標(biāo)是垂直入射垂直反射時(shí)，測量距離才是精確的，但實(shí)際情況下，超聲波波束對探測目標(biāo)有一定的入射角，使測量結(jié)果比實(shí)際測量距離偏大。 6 結(jié)束語 本課題論述超聲波測距系統(tǒng)的基本原理，測量計(jì)算方法簡單，實(shí)現(xiàn)方案容易。采用軟件控制，提高了測量精度和整機(jī)的可靠性。通過超聲波換能器和LED數(shù)碼管可以測量和顯示0.07～1.00m 內(nèi)的物體距離，分辨率可達(dá)到0.01

54、m. 這種測距系統(tǒng)可用于物面和液面測量， 汽車倒車報(bào)警裝置. 硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，可以嵌入到其他系統(tǒng)中。在控制方面，單片機(jī)其卓越的性能，本設(shè)計(jì)中得到了很好的體現(xiàn)，尤其在檢測，控制領(lǐng)域中，具有以下特點(diǎn)： (1) 小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化，它能方便地組裝成各種智能測試，控制設(shè)備及各種智能儀器表。 (2) 可靠性好，適應(yīng)范圍廣，單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，這是其它原件無法比擬的。 (3) 易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能所用的指令。 (4) 可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)制分布式控制。

55、 也許是因?yàn)橐郧皠邮謱?shí)驗(yàn)的太少，這次論文題目拿到手，開始不知道從何處下手，慢慢的開始學(xué)著在網(wǎng)上找資料，從圖書館找資料，找輔導(dǎo)老師指點(diǎn)，這次老師的幫助很大，教會我們?nèi)绾慰旖莸膹木W(wǎng)上找芯片的參數(shù)，實(shí)驗(yàn)起來出現(xiàn)了很多開始沒有考慮到的問題，比如怎樣使用AT89C2051來控制超聲波的發(fā)射和接收時(shí)間，查資料是中文網(wǎng)站是基本上不提供準(zhǔn)確消息的，PDF格式文件多是英文的，這也給我理解帶來很多的不便。 在調(diào)試過程中也遇到了不少問題，發(fā)現(xiàn)實(shí)踐和理論有太大的區(qū)別，比如相關(guān)資料中要求超聲波探頭在安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4cm～8cm即可，而在實(shí)際操作中我將距離調(diào)到10cm左右才能避免超

56、聲波探頭直接從發(fā)射端到接收端，由于硬件驅(qū)動不夠強(qiáng)，超聲波測距系統(tǒng)受環(huán)境影響也較大，導(dǎo)致超聲波衰減較快，測距結(jié)果達(dá)不到預(yù)期的效果，對此可以加入溫度補(bǔ)償和提高驅(qū)動方法加以修正完善。 在這次論文設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會了怎樣去根據(jù)課題的要求去設(shè)計(jì)電路和調(diào)試電路。動手能力得到很大的提高。從中我發(fā)現(xiàn)自己并不能很好的熟練去使用我所學(xué)到的知識。在以后工作和學(xué)習(xí)中我要加強(qiáng)對使用電路的設(shè)計(jì)和選用能力。 參考文獻(xiàn) [1] 袁易全等. 近代超聲原理與應(yīng)用[M]. 南京: 南京大學(xué)出版社，1995. [2] 彭振明等. 聲發(fā)射技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1990. [3]

57、 郁有文等. 傳感器原理及工程應(yīng)用[M]. 江蘇: 西安電子科技大學(xué)出版社，2003. [4] 樓然苗等. 單片機(jī)課程設(shè)指導(dǎo)[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社，2007. [5] 胡乾斌等. 單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，1997. [6] 余永權(quán). ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社，2002. [7] 張毅剛等. MCS-51單片機(jī)實(shí)用子程序設(shè)計(jì)[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003. [8] 蔡美琴等. MCS－51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用[M]. 北京: 高等教育出版社，1992. [

58、9] 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試(第二版)[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，2004. [10] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第四版)[M]. 北京: 高等教育出版社，1999. [11] 陳大欽等. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(第二版)[M]. 北京: 北京高等教育出版社，2003. [12] 何希才編著. 傳感器及其應(yīng)用電路[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社， 2001. [13] 孫串友等. 感測技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社， 2001. [14] BLITZ.J.，F(xiàn)undaenals of ultrasonics ， 2nd end butterwor

59、ths，London，1967 附錄1 超聲波測距系統(tǒng)電路圖 附錄2 程序清單 VOUT EQU P1.0 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0013H RETI ORG 001BH

60、 LJMP INTT1 ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI START: MOV SP，#4FH MOV R0，#40H MOV R7，#0BH CLEARDISP: MOV @R0，#00H INC @R0 DJNZ R7，CLEARDISP

61、MOV 20H，#00H MOV TMOD，#21H MOV TH0，#00H MOV TL0，#00H MOV TH1，#0F2H MOV TL1，#0F2H MOV P0，#0FFH MOV P1，#0FFH MOV P3，#0FFH MOV R4，#04H SETB EX0

62、 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 START1: LCALL DISPLAY JNB 00H，START1 CLR EA LCALL WORK SETB EA CLR 00H SETB TR0 MOV R2，#64H LOOP: LCALL DISPLAY D

63、JNZ R2，LOOP SJMP START1 INTT0: CLR EA CLR TR0 MOV TH0，#00H MOV TL0，#00H SETB ET1 SETB EA SETB TR0 SETB TR1 OUT: RETI INTT1: CPL VOUT DJNZ R4，RETI

64、OUT CLR TR1 CLR ET1 MOV R4，#04H SETB EX0 RETIOUT: RETI PINT0: CLR TR0 CLR TR1 CLR ET1 CLR EA CLR EX0 MOV 44H，TL0 MOV 45H，TH0 SET

65、B 00H RETI DISPLAY: MOV R1，#40H MOV R5，#01H PLAY: MOV A，R5 MOV P0，#0FFH MOV P2，A MOV A，@R1 MOV DPTR，#TAB MOVC A，@A+DPTR MOV P0，A LCALL DL1MS

66、 INC R1 MOV A，R5 JNB ACC.0，ENDOUT;G RL A MOV R5，A AJMP PLAY ENDOUT: MOV P2，#0FFH MOV P0，#0FFH RET TAB: DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0FFH，88H，0BFH DL1MS: MOV R6，#14H DL1: MOV R7，#19H DL2: DJNZ R7，DL2 DJNZ R6，DL1 RET WORK: PUSH ACC PUSH PSW PUSH B