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TL0等于0,
if(distan<,等于29&,&,(distan))dis_mode等于0,
if(distan>,29)dis_mode等于1,
if(distan等于等于0)dis_mode等于2,
_mode(dis_mode,distan),
}
}
4.3.3超声波发生子程序和超声波接收子程序
超声波发生子函数的作用是通过P3.5端口发送超声波脉冲信号,脉冲宽度为25us左右(频率约为40kHz),同时把计数器T0打开进行计时.超声波发生子函数比较简单,但要求程序运行时间准确.
超声波测距仪主函数利用外中断0检测返回超声波信号,一旦接受到返回超声波信号(溢出标志位为1),计算距离,显示结果.
若计时器溢出时还未检测到超声波返回信号,则溢出标志位为0,则表示测距不成功.
voidcsb_out(unsignedchari)//超声波发生函数
{
while(i)
{
P3_5等于0,//P3_4等于0,
_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),
_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),//延时
P3_5等于1,//P3_4等于1,
_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),
_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),//延时
i--,
}
}
4.3.4显示函数
显示采用四位一体的共阳数码管.
voiddisplay(unsignedlongdistan)//显示函数
{
P3_2等于0,//P3.2输出低电平,选通百位数
P1等于p[distan/100],//取出百位数,查表,输出.
delay(50),//延时
P3_2等于1,
P3_1等于0,//P3.1输出低电平,选通百位数
P1等于p[(distan/10)%10],//取出十位数,查表,输出.
delay(50),//延时
P3_1等于1,
P3_0等于0,//P3.0输出低电平,选通个位数
P1等于p[distan%10],//取出个位数,查表,输出.
delay(50),//延时
P3_0等于1,
}
5.制作与调试
5.1硬件的制作与调试
电路设计完成之后,就Š
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首先就布局.布局的好坏是影响整个仪器的制作的.布局的第一步先要选好一块合适的试验版,把实物先在没有焊盘的一面布局.考虑到软件调试和以后更换的需要,AT89C2051和74LS04要插入插座使用,所以布局时使用插座.布局时要考虑连接线的焊接,元件与元件之间尽量不要靠得太近,要留出足够的空间给连接线,特别是接收电路和单片机以及两个超声换能器之间的距离.确定好了布局,接下来就是焊接了.
其次是焊接.焊接实验板是一项细致的工作.实验板的焊接不同与成品PCB的焊接,每一根走线都要经过测量——弯角——剥线——焊接的过程,工作量大大增加.走线弯角要尽量走直角.有些点距离很近,走线不好焊接,就直接用焊锡短路.
再是硬件的调试.硬件调试,首先是线路的检查.焊接完实验板后检查器件有否错焊,漏焊,虚焊,电解电容是否焊反,走线是否正确.再用万用表检查两点之间是否有虚焊.检查无误后,接下来就是上电,这时,AT89C2051,74LS04不要插上.在正式上电前,用万用表量一下电源与地是否短路.短路的话,要耐心检查,排除故障.
然后进行显示电路,用同样的方法对显示部分进行调试后,给单片机与数码管段码连接的输出的各个引脚加高低不同的电平,在用一个高电平分别对位码进行选种,数码管能够显示,说明显示部分电路没有了问题.
最后对发射和接收电路,用函数信号发生器把40K的方波信号直接加到发射电路的输入端后,用示波器检测超声波发射的换能器,结果有方波信号.再用函数信号发生器对超声波接收的换能器直接加40K的方波信号,用示波器对接收电路输出端进行检测,结果没有方波信号,仔细检查发现原来是其中一个三级管B,C之间的电阻错接到C与电源之间,经过改正之后,接收电路的输出端有40K的方波信号.
通过这些过程,硬件部分的调试就基本上完成了,剩下的就只有软件和硬件之间的联调了.
5.2软件的调试
本程序采用C语言编写.编程环境是KEILUV2.
首先,先编每一个子模块.包括显示程序,超声波发生程序和主函数,用KEILUV2看是否实现了预先的功能.
其次,在保证每一个子程序都正确的前提下,把所有的子程序都结合起来进行调试,保证没有语法错误,并可以用端口来验证是否正确.也可以用海神的仿真软件进行仿真,虽然跟现实有所不符,但是还是不会差太远的.
最后,在能基本实现功能的条件下,对程序再进行反复的修改,使其达到指标要求.
5.3软硬件结合调试
在做好软件和硬件的调试之后,就可以把两者结合到一起了.
把程序用烧路器烧到单片机中,看其是否实现所要求的功能,如果不行,则要进行反复的调试,不断的对软件和硬件进行修改.由于采用C语言编写,所以在时序方面要多进行调试,知道时序符和要求,以达到功能.最后做出来的超声波测距仪基本上实现功能,只是有一些干扰,可以再超声波接收电路上套上一个罩子,以减少干扰,也可以通过其它方法.
在程序设计时,由于超声波的速度受温度的影响,对于精度要求高的情况下,要进行温度补偿措施,对于精度要求不太高的情况下可以不进行温度补偿措施,但为了能使精度尽可能高的情况下,即使在精度要求不太高的情况下,也要对距离进行相应的处理,以达到指标要求.
6结论
整个毕业设计过程历经三个多月,通过对这个超声波测距仪的制作,培养了我各方面的能力,包括学习能力,动手能力和实际操作能力.这是一种综合能力的培养,通过这个可以验证你四年所学的知识是否扎实.
首先这个毕业设计要注意一下几点:
设计完电路以后,进行焊接之前要注意摆放元器件的摆放位置,因为如果元器件摆放不当可能会造成干扰,影响最后的测量结果.40KHZ已经属于高频的部分它对元器件的摆放和焊接都有很高的要求,所以即使焊接正确,软件编程也正确,但不能保证两个凑到一起就能正确显示结果.
安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4～8cm,如果距离太近,两换能器会互相干扰,影响测量结果.
发射频率的选择也很重要,频率越高,衰减系数a越大,传播的距离也越短.在实际的应用中,一般选用30-100KHz的超声波进行距离测量,比较的典型的频率为40KHz.
接收电路,主要注意的就是要将接收信号的电路放大,放大的方法也很多,这里主要用三个三级管对电路进行放大.这里还要注意的是接收电路要离单片机尽量远一点.
编程的时候由于采用的是C语言,因为C语言比汇编语言来说在时间精确度方面差了一些,所以在编程的时候要注意时间延时的调试.
这次毕业设计基本上实现了所要求的各项指标,但由于时间,水平和经验方面的欠缺,本设计在很多方面还有很多的不足,比如干扰,电路设计合理性等问题,这些还需日后有待解决.通过实际工程的设计也使我了解到书本知识和实际应用的差别.在实际应用中遇到很多的问题,这都需要我对问题进行具体的分析,并一步一步地去解决它.这就让我认识到只有不断的学习才会不断的提高.
致谢
整个毕业设计过程历经三个多月,通过这个超声波测距仪的制作,不紧巩固了我这个大学器件所学的知识,而且培养了自己动手能力和实际操作能力,这是用来验证大学期间所学&
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