1、 歡迎下載 北 海 職 業(yè) 學(xué) 院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) ( (論論文文) ) 201X201X 學(xué)年度 電子信息工程系應(yīng)用電子專業(yè) 題 目 超聲波測距儀 學(xué)生姓名XXX 學(xué)生班級XXX 指導(dǎo)教師XXX 起止日期 XXX XXXX 年 X 月 XX 日 歡迎下載 北海職業(yè)學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) ( (論論文文) )任任務(wù)務(wù)書書 電信信息工程系應(yīng)用電子 專業(yè)班級X 班姓名XXX 學(xué)號 XXX 題目：超聲波測距儀設(shè)計(jì)與制作 主要內(nèi)容：利用超聲波對距離的檢測，基于 51 單片機(jī)控制，將前方物體的距離探 測出來，然后單片機(jī)處理運(yùn)算，與設(shè)定的報(bào)警距離值進(jìn)行比較判斷，當(dāng)測得距離小于設(shè) 定值時(shí)，STC89C52

2、 發(fā)出指令控制蜂鳴器報(bào)警。 基本要求：（由指導(dǎo)教師填寫） 主要參考書：【1】 電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分 康華光 編 高等教育出版社 【2】 單片機(jī) C51 程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn) 祁偉 楊亭 編 北京航空航天大學(xué)出版社 【3】 LED 及工程應(yīng)用 楊清德 康婭編 編 人名郵電出版社 【4】 C 語言程序設(shè)計(jì) 譚浩強(qiáng) 編 清華大學(xué)出版社 【5】 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題精解選 陳永真 編 電子工業(yè)出版社 起止日期：XXX 指導(dǎo)教師XXX 職務(wù)(稱) X 年 X 月 X 日 歡迎下載 北海職業(yè)學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績鑒定表 姓 名XXX性 別 X出生年月XX 系電信專 業(yè) 應(yīng)用電子班 級X 班

3、設(shè)計(jì)（論文）題目 超聲波測距儀設(shè)計(jì)與制作 指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評語： 成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 答辯小組對優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評語： 成績： 答辯小組組長簽字： 年 月 日 歡迎下載 綜合評定成績（等級）： 系領(lǐng)導(dǎo)簽字（蓋章）： 年 月 日 歡迎下載 目目 錄錄 摘摘 要要.1 一、緒論一、緒論.2 2 2 總體設(shè)計(jì)方案及論證總體設(shè)計(jì)方案及論證.3 二二. . 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析.4 2.1.分析.5 2.2 總體方案設(shè)計(jì).6 3 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì).7 3.1 主控制模塊.8 3.2 電源設(shè)計(jì).9 3.3 超聲波測試模塊.10 3.3.

4、1 超聲波的特性.11 3.3.2 超聲波換能器.12 3.4 超聲波傳感器原理.13 3.5 測距分析 .14 3.6 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì).15 3.7 復(fù)位電路的設(shè)計(jì).16 3.8 聲音報(bào)警電路的設(shè)計(jì).17 3.9 顯示模塊.18 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).19 歡迎下載 摘摘 要要 此設(shè)計(jì)（論文）首先介紹了 STC89C52 是 STC 系列單片機(jī)里應(yīng)用比較廣泛的 一款，在自動控制領(lǐng)域里享有很高的價(jià)值，以其易用性和多功能性受到了廣大 電子設(shè)計(jì)愛好者的好評。本次設(shè)計(jì)主要是利用 STC89C52 單片機(jī)、超聲波傳感器 完成測距報(bào)警系統(tǒng)的制作，以 STC89C52 為主控芯片，利用超聲波對距離的檢測， 將

5、前方物體的距離探測出來，然后單片機(jī)處理運(yùn)算，與設(shè)定的報(bào)警距離值進(jìn)行 比較判斷，當(dāng)測得距離小于設(shè)定值時(shí)，STC89C52 發(fā)出指令控制蜂鳴器報(bào)警。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：超聲波傳感器 STC89C52 歡迎下載 一、緒論一、緒論 目前介紹了由于超聲測距是一種非接觸檢測技術(shù)，不受光線、被測對象顏 色等的影響，較其它儀器更衛(wèi)生，更耐潮濕、粉塵、高溫、腐蝕氣體等惡劣環(huán) 境，具有少維護(hù)、不污染、高可靠、長壽命等特點(diǎn)。因此可廣泛應(yīng)用于紙業(yè)、 礦業(yè)、電廠、化工業(yè)、水處理廠、污水處理廠、農(nóng)業(yè)用水、環(huán)保檢測、食品 （酒業(yè)、飲料業(yè)、添加劑、食用油、奶制品） 、防汛、水文、明渠、空間定位、 公路限高等行業(yè)中?？稍诓煌h(huán)境

6、中進(jìn)行距離準(zhǔn)確度在線標(biāo)定，可直接用于水、 酒、糖、飲料等液位控制，可進(jìn)行差值設(shè)定，直接顯示各種液位罐的液位、料 位高度。因此，超聲在空氣中測距在特殊環(huán)境下有較廣泛的應(yīng)用。利用超聲波 檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測量精度方 面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求，因此為了使移動機(jī)器人能夠自動躲避障礙物行 走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的位置信息（距離和方向） 。 因此超聲波測距在移動機(jī)器人的研究上得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)由于超聲波測 距系統(tǒng)具有以上的這些優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車倒車?yán)走_(dá)的研制方面也得到了廣泛的 應(yīng)用。 二二. . 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 2.1.2.1.

7、分析分析 系統(tǒng)是 本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、 按鍵控制、四位數(shù)碼管顯示、報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：超聲波傳感 器、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的 中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是 有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組 成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體 歡迎下載 設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為核心控 制單元,當(dāng)測得的距離小于設(shè)定距離時(shí)，主控芯片將測得的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比 較處理。然

8、后控制蜂鳴器報(bào)警。系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示。 圖 1 系統(tǒng)方框圖 超聲波傳感器模塊 4 位數(shù)碼管顯 示模塊 STC89C52 主控制器模塊 蜂鳴器報(bào) 警模塊 按鍵控制 電源 本設(shè)計(jì)包括 硬件和軟件設(shè)計(jì)兩 個(gè)部分。模塊劃分 為數(shù)據(jù)采集、按鍵 控制、四位數(shù)碼管 顯示、報(bào)警等子模 塊。電路結(jié)構(gòu)可劃 分為：超聲波傳感 器、蜂鳴器、單片 機(jī)控制電路。就此 設(shè)計(jì)的核心模塊來 說，單片機(jī)就是設(shè) 計(jì)的中心單元，所 以此系統(tǒng)也是單片 機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種 應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)也是有硬件和 軟件組成。硬件包 括單片機(jī)、輸入/輸 出設(shè)備、以及外圍 應(yīng)用電路等組成的 系統(tǒng)，軟件是各種 工作程序的總稱。 單片機(jī)

9、應(yīng)用系統(tǒng)的 研制過程包括總體 設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、 軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階 段。系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作 為核心控制單元,當(dāng) 測得的距離小于設(shè) 定距離時(shí)，主控芯 片將測得的數(shù)值與 設(shè)定值進(jìn)行比較處 理。然后控制蜂鳴 器報(bào)警。系統(tǒng)總體 的設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示。 歡迎下載 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 2 所示。 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 (RXD)P3.0 10 (TXD)P3.1 11 (INT0)P3.2 12 (INT1)P3.3 13 (T0)P3.4 14 (T1)P3.5 15 (WR)

10、P3.6 16 (RD)P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 U1 U1 Y1 12M C20.1uF C30.1uF VCC GND R14 10K C110uF VCC 1 2 3 4 J1 VCC S1 P10 P11 P12 P13

11、P14 P15 P16 P17 P20 P21 P22 P34 P35 P36 P37P23 Trig Echo 硬件電路總設(shè)計(jì)見圖 3，從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： STC89C52、超聲波傳感器、按鍵、四位數(shù)碼管、蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用 電路。其中 D1 為電源工作指示燈。電路中用到 3 個(gè)按鍵，一個(gè)是設(shè)定鍵, 一個(gè) 加鍵，一個(gè)減鍵。 E 1 D 2 DP 3 C 4 G 5 4H 6 2H 9 F 10 A 11 1H 12 B 7 3H 8 DS1 A B C D E F G DP 1H 2H 3H 4H R1100 R2100 R3100 R8100 R9100 R

12、10100 R11100 R12100 A B C D E F G DP P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 Q1 8550 Q3 8550 Q4 8550 Q2 8550 VCC 1H 3H 2H 4H R41K R51K R71KR61K P34 P35P36 P37 5 4 6 2 3 1 SW1 sw-灰灰 1 2 P2 GND R151K 12 D1 D VCC P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 (RXD)P3.0 10 (TXD)P3.1 11 (INT0)P3.2

13、 12 (INT1)P3.3 13 (T0)P3.4 14 (T1)P3.5 15 (WR)P3.6 16 (RD)P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 U1 U1 Y1 12M C20.1uF C30.1uF VCC GND R14 10K

14、 C110uF VCC 1 2 3 4 J1 VCC S1 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P20 P21 P22 P34 P35 P36 P37 S4 GND S3 GND S2 GND P20 P21 P22 P23 B1 蜂鳴器 Q5 8550 VCC GND + R13 2K P23 1 2 3 4 P1VCC GND Trig Echo Trig Echo 圖 3 總設(shè)計(jì)電路圖 歡迎下載 歡迎下載 歡迎下載 電源設(shè)計(jì) 電源部分的設(shè)計(jì)采用 3 節(jié) 5 號干電池 4.5V 供電。 超聲波測試模塊 超聲波模塊采用現(xiàn)成的超聲波模塊，該模塊可提供 2cm- 50

15、0cm 的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到 3mm。模塊包括超聲波發(fā) 射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟恚翰捎?IO 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至 少 10us 的高電平信號;模塊自動發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動檢測是否有信 號返回；有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間 就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S)/2。 實(shí)物如下圖 4。其中 VCC 供 5V 電源，GND 為地線，TRIG 觸發(fā)控制信號輸入， ECHO 回響信號輸出等四支線。 超聲波探測模塊 HC-SR04 的使用方法如下：IO 口觸發(fā)，給 T

16、rig 口至少 10us 的高電平，啟動測量；模塊自動發(fā)送 8 個(gè) 40Khz 的方波，自動檢測是否有 信號返回；有信號返回，通過 IO 口 Echo 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間 就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，測試距離=（高電平時(shí)間*340）/ 2，單位為 m。程序中測試功能主要由兩個(gè)函數(shù)完成。 實(shí)現(xiàn)中采用定時(shí)器 0 進(jìn)行定時(shí)測量，8 分頻，TCNTT0 預(yù)設(shè)值 0XCE，當(dāng) timer0 溢出中斷發(fā)生 2500 次時(shí)為 125ms，計(jì)算公式為（單位：ms）： T = （定時(shí)器 0 溢出次數(shù) * （0XFF - 0XCE）/ 1000 其中定時(shí)器 0 初值計(jì)算依據(jù)分頻不同而有差異。 歡迎

17、下載 超聲波的特性 聲音是與人類生活緊密相關(guān)的一種自然現(xiàn)象。當(dāng)聲的頻率高到超過人耳聽 覺的頻率極限(根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，取整數(shù)為 20000 赫茲)時(shí)，人們就會覺 察不出周圍聲的存在，因而稱這種高頻率的聲為“超”聲。人的聽覺范圍如圖 5 所示。 超聲波的特性有： （1）束射特性 由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也 能聚焦，而且遵守幾何光學(xué)上的所有定律。即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射 時(shí)，入射角等于反射角，當(dāng)射線透過一種物質(zhì)進(jìn)入另一種密度不同的物質(zhì)時(shí)就 會產(chǎn)生折射現(xiàn)象，也就是要改變它的傳播方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則 折射率也愈大。 （2）吸收特性 聲波在各種

18、介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，其強(qiáng)度會逐漸減弱，這 是因?yàn)榻橘|(zhì)要吸收掉它的部分能量。對于同一介質(zhì)，聲波的頻率越高，介質(zhì)吸 收就越強(qiáng)。對于一個(gè)頻率一定的聲波，在氣體中傳播時(shí)吸收尤為歷害，在液體 中傳播時(shí)吸收就比較弱，在固體中傳播時(shí)吸收是最小的。 （3）超聲波的能量傳遞特性 超聲波之所以能在各個(gè)工業(yè)部門中得到廣泛的應(yīng)用，主要原因還在于比聲 歡迎下載 波具有強(qiáng)大得多的功率。為什么有這么強(qiáng)大的功率呢?因?yàn)楫?dāng)聲波進(jìn)入某一介質(zhì) 中時(shí)，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也隨之振動，振動的頻率和聲波頻率 樣，分子振動的頻率決定了分子振動的速度。頻率愈高速度愈大。物資分子由 于振動所獲得的能量除了與分子本身的質(zhì)量

19、有關(guān)外，主要是由分子的振動速度 的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質(zhì)分子愈能得到更高的能量。 超聲波的頻率比普通聲波要高出很多，所以它可以使物質(zhì)分子獲得很大的能量； 換句話來說，超聲波本身就可以供給物質(zhì)分子足夠大的功率。 （4）超聲波的聲壓特性 當(dāng)聲波進(jìn)入某物體時(shí),由于聲波振動使物質(zhì)分子相互之間產(chǎn)生壓縮和稀疏的 作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化。由于聲波振動引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓 作用。 超聲波換能器 完成產(chǎn)生超聲波和接收超聲波這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上 稱為超聲換能器，或者超聲波探頭。超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以 發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多

20、用作探測方面。它有許多 不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、 蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片 的材料可以有許多種。由于晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè) 探頭的性能都是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解清楚該探頭的性能參數(shù)。 超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括： （1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流 電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。 （2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波

21、探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療 用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。 （3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高。 人類能聽到的聲音頻率范圍為：20Hz20kHz，即為可聽聲波，超出此頻率 范圍的聲音，即 20Hz 以下頻率的聲音稱為低頻聲波，20kHz 以上頻率的聲音稱 為超聲波。超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越 強(qiáng)。為此，利用超聲波的這種性能就可制成超聲波傳感器。另外，超聲波在空 氣中的傳播速度較慢，為 340ms，這就使得超聲波傳感器使用變得非常簡便。 我們選用壓電式超聲波傳感器。它的探頭常用材

22、料是壓電晶體和壓電陶瓷，是 利用壓電材料的壓電效應(yīng)來進(jìn)行工作的。逆壓電效應(yīng)將高頻電振動轉(zhuǎn)換成高頻 歡迎下載 機(jī)械振動，從而產(chǎn)生超聲波，可作為發(fā)射探頭；而利用正壓電效應(yīng)，將超聲振 動波轉(zhuǎn)換成電信號，可作為接收探頭。 為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多種超聲波發(fā)生器?？傮w上 講，超聲波發(fā)生器大體可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，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。 圖 6 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 壓

23、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， 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，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，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)換為電信號，這時(shí)它就成為超聲 波接收器了。如圖 6 所示。 歡迎下載 測距分析 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超 聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射 波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器

24、記 錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 (s)，即：s=340t/2 最常用的超聲測距的方法是回聲探測法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超 聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障 礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計(jì) 時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以 計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物面的距離 s，即：s=340t/2。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V 與溫度有關(guān)。在使用時(shí)，如果傳播介 質(zhì)溫度變化不大，則可近似認(rèn)為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。如 果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)

25、償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正。 聲速確定后， 只要測得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測距儀的基本 原理。如圖 12 所示： tA 超聲波發(fā)射 障礙物 S S H H 超聲波接收 圖 12 超聲波的測距原理 cosSH （3- 1） )( H L arctg （3- 2） 式中:L-兩探頭之間中心距離的一半. 歡迎下載 又知道超聲波傳播的距離為: vtS 2 ( 3- 3) 式中:v超聲波在介質(zhì)中的傳播速度; t超聲波從發(fā)射到接收所需要的時(shí)間. 將（32） 、 （33）代入（3-1）中得： cos 2 1 H L arctgvtH ( 3-4) 其中,超聲波的傳播速度 v 在一定

26、的溫度下是一個(gè)常數(shù)(例如在溫度 T=30 度時(shí), V=349m/s);當(dāng)需要測量的距離 H 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L 時(shí),則(34)變?yōu)? vtH 2 1 ( 3- 5) 所以,只要需要測量出超聲波傳播的時(shí)間 t,就可以得出測量的距離 H. 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置 為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6 個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2 個(gè)振蕩周期， 所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期為 1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為 1us。如圖 13 所示為時(shí) 鐘電路。 C C X 12MHZ XTAL1 XTAL2 圖 13 時(shí)鐘電路圖 歡迎下載 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工 作以后, 在 RESET 端持續(xù)給出 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。 例如使用晶振頻率為 12MHz 時(shí)，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于 2us。本設(shè)計(jì)采 用的是自動復(fù)位電路。如圖 14 示為復(fù)位電路。 圖 14 復(fù)位電路圖