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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p> 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀 </p><p> 學(xué)生姓名</p><p> 學(xué) 號(hào)</p><p> 專 業(yè)電子信息工程專業(yè)</p><p> 班 級(jí)</p><p> 指導(dǎo)教師&
2、lt;/p><p> 學(xué) 部計(jì)算機(jī)科學(xué)與電氣工程</p><p> 課程設(shè)計(jì)時(shí)間2012年6月18日</p><p> 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀 </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 超聲波是指頻率高于20KHz的機(jī)械波。為了以超聲波作為檢測(cè)手段,必須產(chǎn)生超生波
3、和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習(xí)慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器,但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化,即在發(fā)射超聲波的時(shí)候,將電能轉(zhuǎn)換成超聲波;而在收到回波的時(shí)候,則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。</p><p> 關(guān)鍵詞:超聲波測(cè)距儀;超聲波傳感器;壓電效應(yīng)</p><p&g
4、t;<b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p> 第1章 緒 論3</p><p> 1.1 超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)思路3</p><p> 1.1.1整體設(shè)計(jì)3</p><p> 1.1.2實(shí)現(xiàn)過程3<
5、/p><p> 1.1.3 應(yīng)用前景3</p><p> 1.2 超聲波測(cè)距儀的原理4</p><p> 1.2.1 算法設(shè)計(jì)4</p><p> 第2章 超聲波測(cè)距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹5</p><p> 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖5</p><p> 2.2 超聲波發(fā)射電路簡(jiǎn)介5&l
6、t;/p><p> 2.3超聲波接收電路簡(jiǎn)介5</p><p> 2.4 液晶顯示6</p><p> 2.5 本章小結(jié)6</p><p> 第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)7</p><p> 3.1 單片機(jī)介紹7</p><p> 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p>
7、<p> 3.2.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路介紹8</p><p> 3.2.2 單片機(jī)復(fù)位電路介紹9</p><p> 3.3超聲波發(fā)射電路9</p><p> 3.3.1 MAX232芯片9</p><p> 3.3.2 MAX232芯片引腳介紹10</p><p> 3.3.3 發(fā)射電
8、路圖介紹10</p><p> 3.4超聲波接收電路10</p><p> 3.4.1 TL074芯片10</p><p> 3.4.2 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)11</p><p> 3.4.3 芯片引腳功能11</p><p> 3.4.4 超聲波接收電路圖11</p><p>
9、 3.5 液晶顯示電路12</p><p> 3.6本章小結(jié)12</p><p> 第4章 系統(tǒng)軟件調(diào)試環(huán)境介紹13</p><p> 4.1 Keil編程軟件介紹13</p><p> 4.1.1 軟件功能13</p><p> 4.1.2 軟件應(yīng)用流程13</p><p&g
10、t; 4.2 STC程序下載軟件功能介紹19</p><p> 4.3 軟件應(yīng)用流程20</p><p> 4.4 本章小結(jié)22</p><p> 第5章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)23</p><p> 5.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖23</p><p> 5.2 XX程序模塊詳細(xì)流程圖23</p>
11、<p> 5.2.1 程序流程圖對(duì)應(yīng)程序代碼23</p><p> 5.3 XX程序模塊詳細(xì)流程圖23</p><p> 5.3.1 程序流程圖對(duì)應(yīng)程序代碼23</p><p> 5.4 本章小結(jié)23</p><p><b> 結(jié) 論24</b></p><p>
12、;<b> 參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b> 附 錄26</b></p><p><b> 附錄A26</b></p><p><b> 附錄B27</b></p><p> 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀</p>
13、<p><b> 緒 論</b></p><p> 超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)思路</p><p><b> 1.1.1整體設(shè)計(jì)</b></p><p> 本設(shè)計(jì)采用以8051單片機(jī)為核心的低成本,高精度,微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì),由主程序,預(yù)置子程序,發(fā)射子
14、程序,接收子程序和顯示子程序組成,各探頭的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理,實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案,最后通過硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。相關(guān)部分附有硬件電路圖,程序流程圖,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理,抗干擾能力強(qiáng),實(shí)時(shí)性良好,經(jīng)過系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí),可以有效地解決汽車倒車,建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控。</p><p><b> 1.1.2實(shí)現(xiàn)過程</
15、b></p><p> 超聲波測(cè)距儀電路主要由單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分組成。采用8051來實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波發(fā)射和接受處理模塊的控制。利用單片機(jī)控制超聲波的發(fā)送,然后單片機(jī)不停的檢測(cè)INT1引腳,當(dāng)INT1引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就認(rèn)為超聲波已經(jīng)返回。計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間,通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。</p><p
16、> 1.1.3 應(yīng)用前景</p><p> 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,超聲波在測(cè)距儀中的應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說,人們可以具體利用的測(cè)距技術(shù)還十分有限。因此這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又無限前景的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來,超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間,它將朝著更高定位高精度的方向發(fā)展,以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求。</p><p><
17、;b> 超聲波測(cè)距儀的原理</b></p><p> 1.2.1 算法設(shè)計(jì)</p><p> 超聲波測(cè)距的原理為超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào),當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來,就被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間,就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。距離的計(jì)算公式為:</p><p
18、> d=s/2=(c×t)/2 其中,d為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離,s為聲波的來回的路程,c為聲速,t為聲波來回所用的時(shí)間。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0,利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí),接收電
19、路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變,在INT0或INT1端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào),單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求,執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序,讀取時(shí)間差,計(jì)算距離。</p><p> 超聲波測(cè)距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹</p><p><b> 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p> 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)8051為控制核心,實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的基本測(cè)量功能。超聲波測(cè)距儀硬件框圖如
20、圖2-1所示</p><p> 2.2 超聲波發(fā)射電路簡(jiǎn)介</p><p> 壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能:利用壓電晶體諧振工作。內(nèi)部結(jié)構(gòu)上圖所示,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(hào),其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí),壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振,并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波,這時(shí)它就是一超聲波發(fā)生器;如沒加電壓,當(dāng)共振板接受到超聲波時(shí),將壓迫壓電振蕩器作振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)
21、,這時(shí)它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。超聲波發(fā)射轉(zhuǎn)換器與接受轉(zhuǎn)換器其結(jié)構(gòu)稍有不同。</p><p> 2.3超聲波接收電路簡(jiǎn)介</p><p> 集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片,常用于電視機(jī)紅外遙控接收器??紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測(cè)距的超聲波頻率40kHz較為接近,可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。實(shí)驗(yàn)證明用CX20106A接收超聲波(無信號(hào)時(shí)輸出高電
22、平),具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。適當(dāng)更改電容CS的大小,可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。</p><p><b> 2.4 液晶顯示</b></p><p> 液晶顯示器(LCD)具有工作電壓低、微功耗、顯示信息量大和接口方便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和數(shù)字式儀表等領(lǐng)域,成為測(cè)量結(jié)果顯示和人機(jī)對(duì)話的重要工具。液晶顯示器按其功能可分為三類:筆段
23、式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等,而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形,達(dá)到圖文并茂的效果,其應(yīng)用越來越廣泛。</p><p><b> 2.5 本章小結(jié)</b></p><p> 通過設(shè)計(jì)題目要求,了解超聲波發(fā)射電路和接收電路,采用AT89C2來實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波發(fā)射和接受處理模塊的控制。實(shí)現(xiàn)利用超聲波
24、對(duì)距離的測(cè)量。</p><p><b> 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 3.1 單片機(jī)介紹</b></p><p> 51單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī),后來隨著Flashrom技術(shù)的發(fā)展,8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的
25、進(jìn)展,成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一,其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列,它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。目前很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出,在目前乃至今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī),還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。</p><p> 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> 其作用主要是為了
26、保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作。如圖3-1所示,單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由8051單片機(jī)、外部振蕩電路、復(fù)位電路和+5V電源組成。在外部振蕩電路中,單片機(jī)的XTAL1和XTAL2管腳分別接至由12MHZ晶振和兩個(gè)30PF電容構(gòu)成的振蕩電路兩側(cè),為電路提供正常的時(shí)鐘脈沖。在復(fù)位電路中,單片機(jī)RESET管腳一方面經(jīng)20uF的電容接至電源正極,實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位,另一方面經(jīng)開關(guān)s接電源。其主要功能是把PC初始化為0000H,是單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行
27、程序,除了進(jìn)入系統(tǒng)的初始化之外,當(dāng)由于程序出錯(cuò)或者操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí),為了擺脫困境,也需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng),因此,復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的一部分。</p><p> 圖3-1 8051單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p> 3.2.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路介紹</p><p> 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。在引腳<
28、;/p><p> XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器,構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器,當(dāng)外接晶振后,就構(gòu)成了自激振蕩,并產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)鐘脈沖。晶振通常選用6MHZ、12MHZ、24MHZ。本設(shè)計(jì)中時(shí)鐘電路圖如圖3-2所示,我們選擇了12MHZ和晶振分別接引腳XTAL1和XTAL2,電容C1,C2均選擇為30pF,對(duì)振蕩器的頻率有穩(wěn)定作用,當(dāng)頻率較大時(shí),正弦波、方波、三角波及鋸齒波中每一點(diǎn)的
29、延時(shí)時(shí)間為幾微妙,故延時(shí)時(shí)間還要加上指令時(shí)間才能獲得較大的頻率波形。</p><p> 圖3-2 單片機(jī)時(shí)鐘電路</p><p> 3.2.2 單片機(jī)復(fù)位電路介紹</p><p> 復(fù)位引腳RST通過一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連,斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲,在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次,然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)
30、。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種式。本設(shè)計(jì)選擇了按鍵復(fù)位如圖3-3,在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),按一下開關(guān),就在RST斷出現(xiàn)一段高電平,使時(shí)鐘電路圖器件復(fù)位。</p><p> 圖3-3 單片機(jī)復(fù)位電路</p><p> 3.3超聲波發(fā)射電路</p><p> 3.3.1 MAX232芯片</p><p> MAX232芯片是美信(MA
31、XIM)公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,如圖3-4所示,使用+5v單電源供電。MAX220–MAX249系列線驅(qū)動(dòng)器/接收器,專為EIA/TIA-232E以及V.28/V.24通信接口設(shè)計(jì),尤其是無法提供±12V電源的應(yīng)用。</p><p> 3.3.2 MAX232芯片引腳介紹</p><p> 第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電
32、容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源,提供給RS-232串口電平的需要。</p><p> 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。</p><p> 其中13腳(R1IN)、12腳(R1OUT)、11腳(T1IN)、14腳(T1OUT)為第一數(shù)據(jù)通道。</p><p> 8腳(R2IN)、9腳(R2OUT
33、)、10腳(T2IN)、7腳(T2OUT)為第二數(shù)據(jù)通道。</p><p> TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭;DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。</p><p> 第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC(+5v)。</p&g
34、t;<p> 3.3.3 發(fā)射電路圖介紹</p><p> 超聲波發(fā)射電路圖如圖3-5所示:</p><p> 圖3-5 超聲波發(fā)射電路</p><p> 3.4超聲波接收電路</p><p> 3.4.1 TL074芯片</p><p> TL074芯片是四運(yùn)算放大器,適合于電源電壓范圍很寬
35、的單電源使用,也適用于雙電源供電工作模式,在推薦的工作條件下,電源電流與電源電壓無關(guān)。他的適用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。</p><p> 3.4.2 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p> TL074芯片結(jié)構(gòu)如圖3-6所示:</p><p> 圖3-6 TL074內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>
36、 3.4.3 芯片引腳功能</p><p> 1引腳為輸出 </p><p><b> 2引腳反相輸入</b></p><p> 3—同相輸入 </p><p><b> 4—電源 </b></p><p> 5—同相輸入
37、 </p><p><b> 6—反相輸入</b></p><p> 7—輸出 </p><p><b> 8—輸出</b></p><p><b> 9—反相輸入</b></p><p><b>
38、10—同相輸入</b></p><p><b> 11—電源</b></p><p><b> 12—同相輸入</b></p><p><b> 13—反相輸入</b></p><p><b> 14—輸出</b></p>
39、<p> 3.4.4 超聲波接收電路圖</p><p> 超聲波接收電路圖如圖3-7所示</p><p> 圖3-7 超聲波接收電路</p><p> 3.5 液晶顯示電路</p><p> 根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各 方面因素,可以采用AT89S51單片機(jī)作為主控制器,實(shí)現(xiàn)液晶顯示,超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)用單片機(jī)的定時(shí)器完成,顯示電
40、路如下圖3-8所示</p><p> 圖3-8 液晶顯示電路</p><p><b> 3.6本章小結(jié)</b></p><p> 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(cè)量的間隔時(shí)間,以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次
41、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(cè)量要求。</p><p> 系統(tǒng)軟件調(diào)試環(huán)境介紹</p><p> Keil編程軟件介紹</p><p> Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件,這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案,
42、通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境(uVision)將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的,如果你使用C語言編程,那么Keil幾乎就是你的不二之選(目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件),即使不使用C語言而僅用匯編語言編程,其
43、方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。</p><p><b> 軟件功能</b></p><p> C51系列單片機(jī)及以51系列為內(nèi)核的單片機(jī)的編譯工具,可以混合編程,仿真等??膳cPROTUES聯(lián)機(jī)仿真,不過需要聯(lián)調(diào)補(bǔ)丁,也可以生成HEX文件在PROTUES里仿真。</p><p><b> 軟件應(yīng)用流程
44、</b></p><p> Keil51 編譯步驟: </p><p> 1. 打開Keil51軟件,首先彈出一個(gè)開機(jī)啟動(dòng)畫面。如圖4-1:</p><p> 圖4-1 開機(jī)啟動(dòng)畫面</p><p> 2. 然后進(jìn)入Keil51的開發(fā)界面。下面簡(jiǎn)要介紹一下Keil51開發(fā)環(huán)境中各個(gè)區(qū)域的功能。</p>&l
45、t;p> Keil51開發(fā)環(huán)境可以分為四個(gè)區(qū)域,分別為:菜單條、項(xiàng)目文件管理窗口、代碼編譯窗口和代碼編譯信息窗口四個(gè)部分。菜單條分為十項(xiàng),所有的命令都可以在這里找到。下面的命令是一些常用的菜單命令,如文件的打開、關(guān)閉及保存。其中編譯命令最為常用。</p><p> 中間靠左是項(xiàng)目文件管理窗口,這里可以看到當(dāng)前項(xiàng)目中所包含的所有帶編譯的文件。項(xiàng)目文件管理窗口的右側(cè)是代碼編譯窗口,這事我們最主要的工作區(qū)域。
46、</p><p> 最底層顯示了代碼編譯的信息。當(dāng)代碼有語法錯(cuò)誤時(shí),可以在這里輕松的找到問題的所在。</p><p> 3.下面以建立一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目為例,來說明Keil51開發(fā)項(xiàng)目的一般方法。單擊Project菜單項(xiàng),選擇New Project項(xiàng)。如圖4-2:</p><p> 圖4-2 新建項(xiàng)目</p><p> 4.此時(shí)彈出Cr
47、eate New Project對(duì)話框,選擇合適的路徑口,在文件名一欄中填入新工程的名字。單擊保存。如圖4-3:</p><p> 圖 4-3 新建文件并命名</p><p> 5.根據(jù)所用的器件,選擇CPU的型號(hào),單擊確定。如圖4-4:</p><p> 圖 4-4 選擇CPU型號(hào)</p><p> 6.Keil51詢問是否生成
48、默認(rèn)的配置文件,這個(gè)可選可不選,這里選定。單擊Yes,觀察項(xiàng)目文件管理窗口的變化。</p><p> 7.在File菜單下單擊New選項(xiàng),新建文件。此時(shí)在代碼窗口出現(xiàn)一“Text1”空白文檔。如圖4-5:</p><p> 圖 4-5 新建文件</p><p> 8. 在“Text1”中編輯完代碼后,單擊File菜單中的保存項(xiàng),彈出保存對(duì)話框。保存名寫為te
49、xt.c。單擊保存。注意在對(duì)文件命名時(shí)必須加擴(kuò)展名。如圖4-6:</p><p> 圖 4-6 命名文件并保存</p><p> 9.在項(xiàng)目導(dǎo)航欄中Source Group 上單擊右鍵,選Add File to Group ‘Source Group 1’。如圖4-7:</p><p> 圖 4-7 增加文件到組</p><p>
50、 10. 此時(shí)彈出Add File 對(duì)話框。選中剛才保存的text.c文件。單擊Add。</p><p> 此時(shí)在項(xiàng)目文件管理窗口中就會(huì)出現(xiàn)剛才所添加的文件text.c。如圖4-8:</p><p> 圖 4-8 添加文件</p><p> 11. 單擊快捷菜單欄中的編譯按鈕,可以編譯程序。</p><p> 12. 單擊Proje
51、ct菜單項(xiàng),選擇Option for Target ‘Target 1’選項(xiàng)。在彈出的對(duì)話框中可以對(duì)Project進(jìn)行總體配置。如圖4-9:</p><p> 圖 4-9 進(jìn)行總體配置</p><p> 13. 選擇Output 選項(xiàng)卡,單擊Create HEX File ,代碼輸出格式應(yīng)為HEX-80 。如圖4-10:</p><p> 圖 4-10 建
52、立HEX文件</p><p> 14. 單擊確定后,并重新編譯??梢钥吹骄幾g成功之后,Build 選項(xiàng)卡里又多了一項(xiàng)。這是生成的HEX 文件。</p><p> 15. 單擊Debug 菜單項(xiàng)中的Start/Stop Debug Session 命令或工具欄中的進(jìn)入調(diào)試界面。如圖4-11:</p><p> 圖 4-11 進(jìn)行調(diào)試</p><
53、;p> 16. 單擊調(diào)試界面Debug 菜單項(xiàng)中的Go命令或工具欄中的運(yùn)行程序,單擊Stop Running 命令或來結(jié)束程序。觀察運(yùn)行結(jié)果,若結(jié)果正確,便可通過下載軟件將它燒寫到目標(biāo)板上去。</p><p> 這樣,一個(gè)簡(jiǎn)單的Keil 51下的項(xiàng)目就完成了。</p><p> 注:Keil 51 對(duì)匯編語言文件的編譯調(diào)試步驟和對(duì)C語言的編譯調(diào)試基本上是一樣的,只是在第八步中用
54、匯編語言進(jìn)行代碼的編寫,并在保存文件時(shí)將擴(kuò)展名加成 . asm。</p><p> STC程序下載軟件功能介紹</p><p> 通過Keil軟件編程,編譯后會(huì)生成一個(gè)hex文件,STC軟件就是把生成的hex文件寫入單片機(jī),從而在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。</p><p><b> 軟件應(yīng)用流程</b></p><p&
55、gt; 先用編程軟件調(diào)試好程序并編譯生成HEX文檔,如圖4-12:</p><p> 圖 4-12 生成HEX文檔</p><p> 9J[~C!R [)@02.把下載器放到實(shí)驗(yàn)板的零插拔座上(仿真器下面有雙排40腳的插針)并卡緊,注意不要放反,有與PC連接口的那一邊朝下。 (uKoJ1R(w qV03.把下載器所配的下載線上的DB9接頭電腦的9針串口連接好,與DB
56、9接頭一邊的USB接頭插到電腦USB接口上用來取電。另一頭接到下載器USB接口上。中國電子頂級(jí)開發(fā)網(wǎng)--電子設(shè)計(jì)論壇、博客、超人氣的電子工程師資料分享平臺(tái)oTkW2P_6i 4.根據(jù)你的下載器上的STC單片機(jī)類型選擇程序下載模式,可通過按下電容旁邊的鎖定開關(guān)來切換(如是C系列的不用按下開關(guān),如STC89C58 RD+、如是LE系列的請(qǐng)按下開關(guān),如STC89LE54 AD。注意:如是LE系列的在下載完程序后需要把開關(guān)彈上來才能
57、進(jìn)行正常仿真),檢查SB接口旁邊的POWER1開關(guān)是否處于彈起狀態(tài)。如圖4-13、4-14:</p><p> 圖 4-13 選擇串行口</p><p> 圖 4-14 下載程序中國電子頂級(jí)開發(fā)網(wǎng)--電子設(shè)計(jì)論壇、博客、超人氣的電子工程師資料分享平臺(tái)px!Fm(P</p><p> 5. 運(yùn)行隨光盤所帶的STC下載軟件,出現(xiàn)下圖4-15:中國電子頂級(jí)開
58、發(fā)網(wǎng)--電子設(shè)計(jì)論壇、博客、超人氣的電子工程師資料分享平臺(tái)uO.PG0g6y L</p><p> K5G*]#O)O8GbX'圖 4-15 下載成功</p><p> 6.中國電子頂級(jí)開發(fā)網(wǎng)--電子設(shè)計(jì)論壇、博客、超人氣的電子工程師資料分享平臺(tái)8S2|do_w&X?C-Uf.ZtB7k6^0先按圖中標(biāo)示按1選擇好你的下載器上所用的單片機(jī)類型,選
59、好單片機(jī)類型后,就可以按2找到源HEX文件并存入緩沖器里,接下來就可以按3,最后按下下載器上的POWER1開關(guān),就可以看到下載器上的LED燈亮了,同時(shí)屏幕上的程序下載進(jìn)度條在顯示進(jìn)度,很快,程序就被下載到下載器上的單片機(jī)里了,這是自動(dòng)轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)板上演示程序內(nèi)容了,看,實(shí)驗(yàn)板上的流水燈在閃爍了吧。如是在下載程序前按下下載器電容旁邊的那個(gè)開關(guān)的,此時(shí)要把彈起來就可以了。</p><p> 先用編程軟件調(diào)試好程序并編譯
60、生成HEX文檔,如圖</p><p><b> 本章小結(jié)</b></p><p> Keil提供包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案,由以下幾部分組成:μVision IDE集成開發(fā)環(huán)境(包括工程管理器①、源程序編輯器②、程序調(diào)試器③,見圖2)、C51編譯器、A51匯編器、LIB51庫管理器、BL51連接/定位器、OH
61、51目標(biāo)文件生成器以及 Monitor-51、RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。</p><p> 注意:除第一章緒論外,其他每一章都應(yīng)該有一個(gè)本章小結(jié)</p><p><b> 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</b></p><p> 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖如圖5-1所示:</p><p> 圖5-1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖</p>
62、<p> 超聲波發(fā)射接收程序模塊詳細(xì)流程圖如圖5-2所示</p><p> 圖5-2發(fā)射接收程序模塊流程圖</p><p> 程序流程圖對(duì)應(yīng)程序代碼</p><p> void main(void)</p><p><b> { </b></p><p> uchar OU
63、T_PUT,i;</p><p><b> flag=0; </b></p><p> TMOD=0x21; //設(shè)T0為方式1,GATE=1;</p><p> SCON=0x50;</p><p><b> TH1=0xFD;</b></p><p><
64、b> TL1=0xFD;</b></p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0; </b></p><p><b> TR0=1; </b></p><p> ET0=1; //允許T
65、0中斷</p><p> TR1=1;//開啟定時(shí)器</p><p><b> TI=1;</b></p><p> EA=1; //開啟總中斷</p><p> send_command(0x38);</p><p> send_command(0x0c);<
66、;/p><p> send_command(0x06);</p><p> send_command(0x01);</p><p> for(i=0;i<16;i++)</p><p><b> { </b></p><p> send_command(0x80+i);</p&g
67、t;<p> send_data(name[i]);</p><p><b> }</b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p><b> key();</b>&l
68、t;/p><p> if(flag1==0)</p><p><b> {</b></p><p> StartModule();</p><p> while(!RX); //當(dāng)RX為零時(shí)等待</p><p> TR0=1; //開啟計(jì)數(shù)</p>
69、<p> while(RX); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待</p><p> TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)</p><p> Conut(); //計(jì)算</p><p> delayms(100); //100MS</p><p> if(flag==0)</p>
70、<p><b> {</b></p><p> OUT_PUT=S;</p><p> send_command(0x82);</p><p> send_data(OUT_PUT/100+0x30);</p><p> send_command(0x83);</p><p>
71、; send_data((OUT_PUT%100)/10+0x30);</p><p> send_command(0x84);</p><p> send_data(OUT_PUT%10+0x30);</p><p> send_command(0x85);</p><p> send_data(table[0]);</p&
72、gt;<p> send_command(0x86);</p><p> send_data(table[1]);</p><p><b> }</b></p><p> else if(flag==1)</p><p><b> {</b></p><p
73、> send_command(0x82);</p><p> send_data(table[2]);</p><p> send_command(0x83);</p><p> send_data(table[2]);</p><p> send_command(0x84);</p><p> se
74、nd_data(table[2]); </p><p><b> }</b></p><p><b> flag=0;</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p>&
75、lt;b> } </b></p><p> 液晶顯示程序模塊詳細(xì)流程圖如圖5-3所示</p><p><b> 否</b></p><p><b> 否</b></p><p><b> 否</b></p><p>
76、 圖5-3 液晶顯示模塊流程圖</p><p> 程序流程圖對(duì)應(yīng)程序代碼</p><p> #include <AT89X51.H></p><p> #include <intrins.h></p><p> #include <stdio.h></p><p>
77、; #include <absacc.h></p><p> #define uchar unsigned char</p><p> #define uint unsigned int</p><p> #define L_W_D XBYTE[0X9Fff]</p><p> #define L_W_C XBYTE
78、[0X1Fff]</p><p> #define L_R_C XBYTE[0X5Fff]</p><p> sbit RX=P1^2 ;</p><p> sbit TX=P1^3;</p><p> sbit en=P3^2;</p><p> void wait();</p><
79、p> /***********************1602寫命令程序************************************/</p><p> void send_command(uint command)</p><p><b> {</b></p><p><b> wait();</b&
80、gt;</p><p> L_W_C=command;</p><p><b> }</b></p><p> /***************************1602*******************************************/</p><p> void delay()<
81、;/p><p><b> {</b></p><p><b> uint i,j;</b></p><p> for(i=0;i<50;i++)</p><p> for(j=0;j<50;j++)</p><p><b> ;</b>
82、</p><p><b> }</b></p><p> /**************************讀忙程序***************************************/</p><p> void wait()</p><p><b> {</b></p
83、><p><b> ucharx;</b></p><p><b> do</b></p><p> {x=L_R_C;}</p><p> while(x&0x80);</p><p><b> delay();</b></p&g
84、t;<p><b> }</b></p><p> /*************************1602寫數(shù)據(jù)程序*********************************/</p><p> void send_data(uint sdata)</p><p><b> {</b>&
85、lt;/p><p><b> wait();</b></p><p> L_W_D=sdata;</p><p><b> }</b></p><p><b> 本章小結(jié)</b></p><p> 了解超聲波測(cè)距儀的超聲波發(fā)射接收模塊的工作原理與詳
86、細(xì)流程、學(xué)會(huì)1602液晶顯示模塊的使用。</p><p> 注意:除第一章緒論外,其他每一章都應(yīng)該有一個(gè)本章小結(jié)</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 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(cè),控制領(lǐng)域中,據(jù)有以下特點(diǎn):</p><p> (1)小巧靈活,成本低,易于產(chǎn)品化
87、,它能方便的組裝成各種智能測(cè)試,控制設(shè)備以及各種智能儀器表。</p><p> (2)可靠性好,適用范圍廣,單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境,這是其他元件無法比擬的。</p><p> (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。</p><p> (4)
88、可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)制分布式控制。</p><p> 在兩周的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)當(dāng)中,我逐步了解了整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和過程,并且學(xué)到了很多新的東西。通過對(duì)實(shí)際工程的了解、設(shè)計(jì)不但使我加深了對(duì)理論知識(shí)的理解,對(duì)專業(yè)知識(shí)的全面認(rèn)識(shí),更重要的是將理論知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐中,應(yīng)用到了實(shí)際工程中,真正做到了學(xué)以致用、理論與實(shí)踐相結(jié)合。同時(shí),通過對(duì)設(shè)計(jì)中困難的克服,也鍛煉了我的思考問題、解決問題的能力以及自學(xué)能力,在這次設(shè)計(jì)中我也對(duì)本專業(yè)前
89、沿的一些知識(shí)和發(fā)展方向有了了解,開闊了我的眼界、擴(kuò)大了我的知識(shí)面,這些都將為我以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)我要感謝閔昆龍老師在設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求,同時(shí)也感謝本班同學(xué)在設(shè)計(jì)期間所給予我的幫助。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 占操,梁厚琴,曹燕.單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù).電子技術(shù),2003,3.</
90、p><p> [2] 杜華兵.MCS-51單片機(jī)原理應(yīng)用.武漢:武漢華中科技大學(xué)出版社,2002,5.</p><p> [3] 程繼興,劉霞.單片機(jī)系統(tǒng)軟件抗干擾措施分析.電子測(cè)量技術(shù),2003,4.</p><p> [4] 蘇偉,鞏壁建.超聲波測(cè)距誤差分析.傳感器技術(shù),2004,6.</p><p> [5] 李全利,單片機(jī)
91、原理及應(yīng)用技術(shù).北京:高等教育出版社,2001. </p><p> [6] 梅麗鳳.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p> [7] Tom R,Watt.Cooling our tomorrows economically,ASHRAE Journal. </p><p> [8] Artori S, ZHAN
92、G G X. Geometric Error Measurement and Compensation of Machines.Annals of the CIRP,1995:599-609. </p><p> [9] Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with optimization technology,ASHRAE
93、Journal.</p><p> [10] 邱平.略論我國非金屬超聲波檢測(cè)儀器的發(fā)展?fàn)顩r.工程質(zhì)量,1998 年 01期.</p><p> [11] 超聲波探傷編寫組編著.超聲波探傷.北京:電力工業(yè)出版社, 1980.</p><p> [12] 王純正.超聲學(xué).北京:人民衛(wèi)生出版社,1993.</p><p> [13]
94、 戴樹蓀.?dāng)?shù)字技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用.北京:國防工業(yè)出版社,1981.</p><p> [14] Brown A.J.Waveshape Distortion in Log Receiver.Circuit Design Engineering. 1986.</p><p> [15] 中國無損檢測(cè)學(xué)會(huì)編譯.超聲波探傷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1987.</p><
95、;p> [16] 馬忠梅,籍順心,張凱,馬巖. 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(第4版)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007.</p><p> [17] 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.</p><p><b> 附 錄</b></p><p><b>
96、; 附錄A</b></p><p> 超聲波測(cè)距儀電路原理圖如圖A</p><p> 圖A 超聲波測(cè)距儀原理圖</p><p><b> 附錄B</b></p><p> 超聲波測(cè)距儀源程序代碼:</p><p> #include <AT89X51.H>&
97、lt;/p><p> #include <intrins.h></p><p> #include <STDIO.H></p><p> #include <absacc.h></p><p> #define uchar unsigned char</p><p>
98、 #define uint unsigned int</p><p> #define L_W_D XBYTE[0X9Fff]</p><p> #define L_W_C XBYTE[0X1Fff]</p><p> #define L_R_C XBYTE[0X5Fff]</p><p> sbit RX=P1^2 ;</
99、p><p> sbit TX=P1^3;</p><p> sbit beep=P1^0;</p><p> sbit en=P3^2;</p><p> sbit d=P1^7;</p><p> char table[]="cmX";</p><p> char
100、 name[]="ZhangFengJun";</p><p> unsigned char flag1=1;</p><p> unsigned int time=0;</p><p> unsigned int timer=0;</p><p> float S=0;</p>
101、<p> bit flag =0;</p><p> void wait();</p><p> /***********************1602寫命令程序******************************************************/</p><p> void send_command(
102、uint command)</p><p><b> {</b></p><p><b> wait();</b></p><p> L_W_C=command;</p><p><b> }</b></p><p> /***********
103、****************1602**********************************************/</p><p> void delay()</p><p><b> {</b></p><p><b> uint i,j;</b></p><p> f
104、or(i=0;i<50;i++)</p><p> for(j=0;j<50;j++)</p><p><b> ;</b></p><p><b> }</b></p><p> /**************************讀忙程序******************
105、********************************/</p><p> void wait()</p><p><b> {</b></p><p><b> ucharx;</b></p><p><b> do</b></p><
106、p> {x=L_R_C;}</p><p> while(x&0x80);</p><p><b> delay();</b></p><p><b> }</b></p><p> /*************************1602寫數(shù)據(jù)程序***********
107、******************************************/</p><p> void send_data(uint sdata)</p><p><b> {</b></p><p><b> wait();</b></p><p> L_W_D=sdata;&
108、lt;/p><p><b> }</b></p><p> /********************************************************/</p><p> void Conut(void)</p><p><b> {</b></p><
109、;p> time=TH0*256+TL0;</p><p><b> TH0=0; </b></p><p><b> TL0=0;</b></p><p> S=(time*1.87)/100; //算出來是CM</p><p> if(flag==1) //超
110、出測(cè)量</p><p><b> {</b></p><p> beep=!beep;</p><p><b> delay();</b></p><p><b> delay();</b></p><p><b> delay();
111、</b></p><p><b> delay();</b></p><p><b> delay();</b></p><p> beep=!beep;</p><p><b> }</b></p><p><b> }
112、</b></p><p> /********************************************************/ </p><p> void delayms(unsigned int ms)</p><p><b> {</b></p><p> unsigned c
113、har i=100,j;</p><p> for(;ms;ms--)</p><p><b> {</b></p><p> while(--i)</p><p><b> {</b></p><p><b> j=10;</b></p
114、><p> while(--j);</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> /***************************************
115、*****************/</p><p> void zd0() interrupt 1 //T0中斷用來計(jì)數(shù)器溢出,超過測(cè)距范圍</p><p><b> {</b></p><p> flag=1; //中斷溢出標(biāo)志</p><p><b> }</b>&
116、lt;/p><p> /********************************************************/</p><p> void StartModule() //T1中斷用來掃描數(shù)碼管和計(jì)800MS啟動(dòng)模塊</p><p><b> {</b></p><p&g
117、t; TX=1; //800MS 啟動(dòng)一次模塊</p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p>&l
118、t;b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_()
119、; </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b><
120、/p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p>
121、;<b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p><b> _nop_
122、();</b></p><p><b> TX=0;</b></p><p><b> }</b></p><p> void key()</p><p><b> {</b></p><p><b> en=1;<
123、/b></p><p><b> if(en==0)</b></p><p><b> {</b></p><p> flag1=0; </p><p> send_command(0x01);</p><p> while(!en);</p>
124、<p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> /********************************************************/</p><p> void main(void)</p><p><b
125、> { </b></p><p> uchar OUT_PUT,i;</p><p><b> flag=0; </b></p><p> TMOD=0x21; //設(shè)T0為方式1,GATE=1;</p><p> SCON=0x50;</p><p><
126、;b> TH1=0xFD;</b></p><p><b> TL1=0xFD;</b></p><p><b> TH0=0;</b></p><p><b> TL0=0; </b></p><p><b> TR0=1; </
127、b></p><p> ET0=1; //允許T0中斷</p><p> TR1=1; //開啟定時(shí)器</p><p><b> TI=1;</b></p><p> EA=1; //開啟總中 斷 </p><p> send
128、_command(0x38);</p><p> send_command(0x0c);</p><p> send_command(0x06);</p><p> send_command(0x01);</p><p> for(i=0;i<12;i++)</p><p><b> { &l
129、t;/b></p><p> send_command(0x80+i);</p><p> send_data(name[i]);</p><p><b> }</b></p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {
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