超声波测距仪硬件电路的设计

1超声波测距仪电路设计实验报告轮机系楼宇071周钰泉2007212117实验目的：了解超声波测距仪的原理，掌握焊接方法，掌握电路串接方法，熟悉电路元件。实验设备及器材：电烙铁，锡线，电路元件以下为元件清单：参数名称代号数量参数名称代号数量470UC111KR1,R2,R3,R4,R16,R176100uC214.7R131104C3,C42220KR141224C5,C10222KR151223C614.7KR181330PC71按键RST,S1,S2,S3,S453.3UFC81蜂鸣器SP111UFC91超声波接收管R147UFC111超声波发射管T110uFC121LM7805U1130pCY1,CY2274HC245U214007D1,D2,D3,D4489S52U310.36数码管DS11CD4069/74LS04U41360ΩR5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,8CX20106AU5110K排阻PR1111.0592MY118550Q1,Q2,Q3,Q4,Q55DC电源插座P11下载头JTAG1PCB电路板1实验步骤：1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试超声波测距程序：#includeAT89X52.Hunsignedcharcodedispbitcode[]={0x31,0x32,0x34,0x38,0x30,0x30,0x30,0x30};unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x77,0x7c,0x39};unsignedchardispbuf[8]={10,10,10,10,10,10,0,0};unsignedchardispcount;unsignedchargetdata;unsignedinttemp;unsignedinttemp1;2unsignedchari;sbitST=P3^0;sbitOE=P3^1;sbitEOC=P3^4;sbitCLK=P3^5;sbitM1=P3^6;sbitM2=P3^7;sbitSPK=P2^6;sbitLA=P3^3;sbitLB=P3^2;sbitLC=P2^7;sbitK1=P2^4;sbitK2=P2^5;bitwd;bityw;bitshuid;bitshuig;unsignedintcnta;unsignedintcntb;bitalarmflag;voiddelay10ms(void){unsignedchari,j;for(i=20;i0;i--)for(j=248;j0;j--);}voidmain(void){M1=0;M2=0;yw=1;wd=0;SPK=0;ST=0;OE=0;TMOD=0x12;TH0=0x216;TL0=0x216;TH1=(65536-500)/256;TL1=(65536-500)%256;TR1=1;TR0=1;ET0=1;ET1=1;EA=1;ST=1;ST=0;while(1){if(K1==0){delay10ms();if(K1==0){yw=1;wd=0;}}elseif(K2==0){delay10ms();if(K2==0){wd=1;yw=0;}}elseif(LC==1){delay10ms();if(LC==1){M1=0;M2=1;temp1=13;shuid=0;shuig=1;LB=0;}}elseif((LC==0)&&(LB==1)){delay10ms();if((LC==0)&&(LB==1)){M1=0;M2=0;temp1=12;shuig=0;shuid=0;LB=0;}3}elseif((LB==0)&&(LA==1)){delay10ms();if((LB==0)&&(LA==1)){M1=1;M2=0;temp1=11;shuig=0;shuid=0;LB=0;}}elseif(LA==0){delay10ms();if(LA==0){M1=1;M2=0;temp1=0;shuid=1;shuig=0;LB=0;}}}}voidt0(void)interrupt1using0{CLK=~CLK;}voidt1(void)interrupt3using0{TH1=(65536-500)/256;TL1=(65536-500)%256;if(EOC==1){OE=1;getdata=P1;OE=0;temp=getdata*25;temp=temp/64;i=2;dispbuf[0]=10;dispbuf[1]=10;dispbuf[2]=0;dispbuf[3]=0;if((yw==1)&&(wd==0)){dispbuf[++i]=temp1;}elseif((yw==0)&&(wd==1)){while(temp/10){dispbuf[i]=temp/10;temp=temp%10;}dispbuf[++i]=temp;}ST=1;ST=0;}P0=dispcode[dispbuf[dispcount]];P2=dispbitcode[dispcount];dispcount++;if(dispcount==8){dispcount=0;}if((shuig==1)&&(shuid==0)){cnta++;if(cnta==800){cnta=0;alarmflag=~alarmflag;}if(alarmflag==1){SPK=~SPK;}}elseif((shuig==0)&&(shuid==1)){cntb++;if(cntb==400){cntb=0;alarmflag=~alarmflag;}4if(alarmflag==1){SPK=~SPK;}}else{alarmflag=0;cnta=0;cntb=0;}}//完整的程序电路原理图：12345678910JTAG1SCKMISOMOSIRSTVCCD2D1D4D312P1C1C3C4Vin1GND2+5V3U1VCCC2P1_0(TIM2)1P1_1(TIM2EX)2P1_23P1_34P1_45P1_5(MOSI)6P1_6(MISO)7P1_7(SCK)8RESET9P3_0(RXD)10P3_1(TXD)11P3_2(INT0)12P3_3(INT1)13P3_4(TIM0)14P3_5(TIM1)15P3_6(WR)16P3_7(RD)17X2(OUT)18X1(IN)19GND20P2_0(A8)21P2_1(A9)22P2_2(A10)23P2_3(A11)24P2_4(A12)25P2_5(A13)26P2_6(A14)27P2_7(A15)28PSEN29ALE/PROG30VPP/EA31P0_7(AD7)32P0_6(AD6)33P0_5(AD5)34P0_4(AD4)35P0_3(AD3)36P0_2(AD2)37P0_1(AD1)38P0_0(AD0)39VCC40U312Y1CY1CY2RSTVCCVCC123456789PR1P00P01P02P03P04P05P06P07VCCC12RSTQ1Q2Q3Q4com1com2com3com4P2.0P2.1P2.2P2.3123J2P30GNDVCCS1S2S3S4R16R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R18abcdegfR12dp34U4B1110U4E12U4A98U4D1312U4F56U4CC5C1012T12R12345678U5R13R15R14C7C6C9C8C11P30P31P32P33P34P35P36P37SCKMISOMOSIP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P2.7P2.3P2.2P2.1P2.0P2.6P2.5P2.4P00P01P02P03P04P05P06P07RSTP36P34P35com1com2com3com4P32P1.0Q5P31SP1VCCR17A1HF2H3HB4HEDDPCGDS1abcdegfdpVCCP37VCCA02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U2VCCVCC实验内容：1.1超声波测距仪硬件电路硬件电路可分为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。1.2单片机系统及显示电路本系统采用AT89S52来实现对超声波传感器的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。超声波测距的硬件示意图如图3所示：单片机采用89S52或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，已获得较稳定的时钟频5率，减少测量误差。单片机用P1.0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口检测超声波接收电路输出的返回信号。1.3显示的输出显示的种类很多，从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等，都可以与微机连接。其中单片机应用系统最常用的显示是发光二极管数码显示器（简称LED显示器）。液晶显示器简LCD。LED显示器价廉，配置灵活，与单片接口方便，LCD可显示图形，但接口较复杂成本也较高。该电路使用7段LED构成字型“8”，另外还有一个发光二极管显示符号及小数点。这种显示器分共阳极和共阴极两种。这里采用共阳极LED显示块的发光二极管阳极共接，如下图1所示，当某个发光二极管的阴极为低电平时，该发光二极管亮。它的管脚配置如下图2所示。实际上要显示各种数字和字符，只需在各段二极管的阴极上加不同的电平，就可以得到不同的代码。这些用来控制LED显示的不同电平代码称为字段码（也称段选码）。如下表为七段LED的段选码。表3-1七段LED的段选码显示字符共阳极段选码dpgfedcba显示字符共阳极段选码dpgfedcba0C0HA88H1F9HB83H2A4HCC6H3B0HDA1H499HE86H592HF8EH682HP8CH7F8Hy91H880H8.00H990H“灭”FFH本系统显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，位码用PNP三极管8550驱动。单片机系统显示电路如图3所示。图1图2VCC6Q18550Q28550Q38550Q48550com1com2com3com4P2.0P2.1P2.2P2.3R11KR21KR31KR41KR51KR61KR71KR81KR91KR101KR111KabcdegfR121KdpP00P01P02P03P04P05P06P07com1com2com3com4A1HF2H3HB4HEDDPCGDS1abcdegfdpVCCA02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U274HC245VCC图3单片机系统及显示电路1.4超声波发射电路超声波发射电路原理图如图4所示。发射电路主要有反向器CD4069和超声波发生换能器T构成，单片机P1.0的端口输出40KHz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。用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻R10，R11一方面可以提高反向器74lS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由震荡的时间。34U4B40691110U4E406912U4A406998U4D40691312U4F406956U4C4069C5224C1022412TP1.0图4超声波发射电路原理图1.5超声波检测接收电路集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，