超声波发射电路设计接收电路中的超声换能器T40 、R40在单片机仿真软件ISIS 7 Professional名称是什么?

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超声波发射接收电路图
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单稳式超声波接收器电路原理图,超声波换能器R40-16谐振频率为40KHZ,经R40-16选频 后,将40kHZ以外的干扰信号衰减,只有谐振于40kHZ的有用信号(发射机信号)送入VT1~VT3组成的高通放大器放大,经C5、VD1检出直流分量,控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大,当发射机每发射一次超声波信号时,接收机的继电器吸合一次(吸合时间同发射机发射信号时间相同),无记忆保持功能。可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1β≥200,VT2β≥150,其他元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够,可检查三极管的β值与电容C4的容量是否偏差太大。经实测,配合相应的发射机,遥控距离可达8m以上。在室内因墙壁反射,故没有方向性。电路工作电压3V,静态电流小于10mA。
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超声波发射电路及接收电路图(经典)_电子/电路_工程科技_专业资料。本人收集的超声发射与接收的电路图,实验过,很好用的,与大家分享超声...超声波发射接收电路_电子/电路_工程科技_专业资料。超声波发射接收电路1. 超声波发射接收模块:超声波发射是利用压电效应,在其两端发射一定压差的 38khz 频 率的方...科建园地 Cybertecture Field 超声波发射电路与接收电路设计高忠义 谢玲 侯雅波 袁秀艳 高萍 白城职业技术学院 137000 摘要:本设计主要采用 555 振荡器、RS 触发.../R- 系列通用型超声波发射/ /R-40 系列通用型超声波发射/接收传感器电路图 T/R-40 系列超声波传感器是利用压电效应工作的传感器,通常我们又称之为换能器。...本文在分析现有超声发射接收电路的基础上,设计了基于 数字信号处理 TMS320DM642 的高频超声发射接收电路和回波 信号转换电路,包括超声波发射接收电路、回波放大与滤波...超声波测距电路原理和电路图
21:05 超声波测距电路原理 一、声波测距电路原理和制作 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而...耦合至双晶探头,由超声波探头发射出去;对 于超声波的回波信号由双晶探头负责采集接收,经 电容耦合至运放LMH6658放大后输出,最终达到 收发超声波的目的.见电路图2....一种高频超声波发射接收电路的设计_专业资料。本文在分析现有超声发射接收电路的基础上,设计了基于数字信号处理TMS320DM642的高频超声发射接收电路和回波信号转换电路,...超声波发射和接收电路_电子/电路_工程科技_专业资料。超声波发射接收电路超声波发射和接收电路在本设计中, 我们设计的发射和接收电路都是分别只有一个, 通过继电器进...通过 设计一个有效的电路接收超声波,再有效的应用超声波。 超声波的主要参数...p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常 p≥0.3w/cm2; 在液体中传播的超 ...基于单片机的超声波测距仪的设计参考论文
湖南工业大学本科毕业设计(论文)(2008 届)本科毕业设计(论文) 本科毕业设计(论文) 设计 基于单片机的超声波测距仪的设计学 专 : 院 (部 ) 业: 电子电气工程系 电子信息工程 杨姣秀 电信 041 学号 罗德凌 职称 13 讲师学 生 姓 名: 班 级:指导教师姓名: 指导教师姓名: 最终评定成绩2008年 06 月1 湖南工业大学本科毕业设计(论文)基于单片机的超声波测距仪的设计学 专 学院(部) :电 子 电 气 工 程 系 业: 电 子 信 息 工 程 号: 13 杨 姣 秀 罗 德 凌 讲师学 生 姓 名: 指 导 教 师:2008年 06 月 湖南工业大学本科毕业设计(论文)摘要本设计介绍了基于单片机控制的超声测距仪的原理: AT89C51 控制定时器产生 由 超声波脉冲并计时,计算超声波自发射至接收的往返时间,从而得到实测距离。并且 在数据处理中采用了温度补偿的调整,用四位 LED 数码管切换显示距离和温度。 整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块 组成。各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。在此基 础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附 有硬件电路图、程序流程图,给出了系统构成、电路原理及程序设计。此系统具有易 控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实现后的作品可用于 需要测量距离参数的各种应用场合。关键词:AT89C51,超声波,温度补偿,测距I 湖南工业大学本科毕业设计(论文)ABSTRACTThe design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMC-controlled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive round-trip,thus obtains the measured distance.And the temperature compensation adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or temperature by switching. The entire hardware circuit is composed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance measurement instrument. Based on this has designed system's overall concept, final adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant parts have the hardware schematics and process flow chart.It has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications. Keywords:AT89C51, Ultrasonic wave, Temperature compensation, Measure distanceII 湖南工业大学本科毕业设计(论文)目录第 1 章 绪论 ....................................................................................................................11.1 1.2 1.3 课题研究的背景 ......................................................................................................1 课题研究的意义 ......................................................................................................1 论文结构 ..................................................................................................................2第 2 章 超声波测距原理 ............................................................................................32.1 2.2 超声波简介 ..............................................................................................................3 超声波测距原理 ......................................................................................................3第 3 章 方案论证 ..........................................................................................................53.1 3.2 设计思路 ..................................................................................................................5 系统结构设计 ..........................................................................................................6第 4 章 主要元件介绍 .................................................................................................74.1 4.2 4.3 单片机 AT89C51 .....................................................................................................7 超声波传感器 T40、R40........................................................................................9 温度传感器 DS18B20 ...........................................................................................10第 5 章 硬件电路设计 ............................................................................................... 115.1 5.2 5.3 5.4 5.5 超声波发射电路 .................................................................................................... 11 超声波接收电路 .................................................................................................... 11 显示电路 ................................................................................................................12 电源电路 ................................................................................................................13 复位电路 ................................................................................................................13第 6 章 软件设计 ........................................................................................................146.1 6.2 主程序流程 ............................................................................................................14 子程序设计 ............................................................................................................16 6.2.1 超声波发送子程序及超声波接收中断子程序 ..........................................16 6.2.2 测温子程序 ..................................................................................................17 6.2.3 距离计算子程序 ..........................................................................................18 6.2.4 显示子程序和键盘扫描子程序 ..................................................................18第 7 章 软件调试及系统仿真 .................................................................................197.1 7.2 软件编译调试环境――Keil .................................................................................19 Keil 工程文件的建立、设置与目标文件的获得 ................................................19 7.2.1 Keil 工程的建立 ..........................................................................................19III 湖南工业大学本科毕业设计(论文)7.2.2 工程的详细设置 ..........................................................................................21 7.2.3 编译、连接 ..................................................................................................23 7.3 系统仿真环境――Proteus ....................................................................................23 7.4 系统仿真 ................................................................................................................24 7.4.1 Proteus 工作界面 .........................................................................................24 7.4.2 Proteus 原理图的绘制 .................................................................................25 7.4.3 仿真 ..............................................................................................................25 7.5 误差及特性分析 ....................................................................................................27结论 ................................................................................................................................28参考文献 ...........................................................................................................................29 致 谢 ................................................................................................................................31附录 1 整体电路图 .....................................................................................................32 附录 2 程序清单..........................................................................................................33 附录 3 外文复印件 .....................................................................................................41 附录 4 外文译文..........................................................................................................44 实习报告 ...........................................................................................................................46IV 湖南工业大学本科生毕业设计(论文)第1章绪论1.1 课题研究的背景人们生活水平的提高,城市发展建设加快,城市给排水系统也有较大发展,其状 况不断改善。但是,由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素,城市给排水系统, 特别是排水系统往往落后于城市建设。因此,经常出现开挖已经建设好的建筑设施来 改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰,因此箱涵的排污疏通对大城市给 排水系统污水处理,人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器 人的自动控制系统,保证机器人在箱涵中自由排污疏通,是箱涵排污疏通机器人的设 计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。 随着科学技术的快速发展,超声波将在传感器中的应用越来越广。但就目前技术 水平来说,人们可以具体利用的传感技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展 而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波传感器作为一种新型的非常重 要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发 展,以满足日益发展的社会需求,如声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度 的被动测距声纳,以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检 测的潜艇拖曳线列阵声纳,实现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的 潜艇声纳,特别是解决浅海水中目标识别问题。毋庸置疑,未来的超声波传感器将与 自动化智能化接轨,与其他的传感器集成和融合,形成多传感器。随着传感器的技术 进步,传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。1.2 课题研究的意义在现实生活中,一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷, 例如,液面测量就是一个距离测量,传统的电极法是采用差位分布电极,通过给电或 脉冲检测液面,电极长期浸泡在水中或其它液体中,极易被腐蚀、电解,从而失去灵 敏性。而利用超声波测量距离可以很好地解决这一问题。目前市面上常见的超声波测 距系统不仅价格昂贵,体积过大而且精度也不高等种种因素,使得在一些中小规模的 应用领域中难以得到广泛的应用。 为解决这一系列难题, 本文设计了一款基于 AT89C51 单片机的低成本、高精度、微型化的超声波测距仪。1 湖南工业大学本科生毕业设计(论文)1.3 论文结构论文首先对课题的背景和意义进行阐述,并概述了论文结构。 第 2 章先就超声波测距的原理进行介绍,并提出了提高测距的精度的方案――温 度补偿,且描述了其具体补偿方式。 第 3 章针对本文采用的设计方案进行了可行性的论证,并得出了系统结构框图。 第 4 章介绍了设计中需要用到的主要器件,且因其在本设计的作用不同而详尽程 序亦不同。 第 5 章从整体硬件设计出发,对各部分电路进行了详细说明。 第 6 章先给出了软件设计的整体流程图,并且对关键部分软件设计做了进一步的 解释。 程序编译及系统仿真也是本文的一个要点,所以特别分出一章来详细介绍了程序 编译的环境和编译的步骤以及仿真的环境和部分仿真的效果图。2 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第2章超声波测距原理2.1 超声波简介我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的 频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为 20~20000 赫兹。当声波 的振动频率大于 20000 赫兹或小于 20 赫兹时,我们便听不见了。因此,我们把频率高 于 20000 赫兹的声波称为“超声波” 。通常用于医学诊断的超声波频率为 1~5 兆赫。 超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特 点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等。在医学,军事,工业,农业上有明显 的作用。 理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比, 超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大。在我国北方干燥 的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再 用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度。这就是超声波加湿器的原理。 对于咽喉炎、气管炎等疾病,药品很难血流到打患病的部位。利用加湿器的原理,把 药液雾化,让病人吸入,能够疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做 剧烈的受迫振动而破碎。2.2 超声波测距原理超声波是利用反射的原理测量距离的,被测距离一端为超声波传感器,另一端必 须有能反射超声波的物体。测量距离时,将超声波传感器对准反射物发射超声波,并 开始计时,超声波在空气中传播到达障碍物后被反射回来,传感器接收到反射脉冲后 立即停止计时,然后根据超声波的传播速度和计时时间就能计算出两端的距离。测量 距离 D 为D= 1 ct 2( 2 .1 )式中c――超声波的传播速度; 1 t ――超声波发射到接收所需时间的一半,也就是单程传播时间。 2由上式可风,距离的测量精度主要取决于计时精度和传播速度两方面。计时精度3 湖南工业大学本科毕业设计(论文)由单片机定时器决定, 定时时间为机器周期与计数次数的乘积, 可选用 12MHz 的晶振, 使机器周期为精确的 1?s,不会产生累积误差,使定时间达到 1?s。超声波的传播速度 c 并不是固定不变的,传播速度受空气密度、温度和气体分子成分的影响,关系式为c=式中γRTM= c0 1 +T 273K(2.2)γ――气体定压热容与定容热容的比值,空气为 1.40。 R――气体普适常数,为 8.314kg/mol。 T――气体势力学温度,与摄氏温度的关系是 T=273K+t。 M――气体相对分子质量,空气为 28.8×10-3kg/mol。 c0――0℃时的声波速度,为 331.4m/s。由上式可见,超声波在空气中传播时,受温度影响最大,由表达式可计算出波速 与温度的关系,如表 2.1 所示。温度越高,传播速度越快,而且不同温度下传播速度 差别非常大,例如 0℃时的速度为 332m/s,30℃时的速度为 350m/s,相差 18m/s。因 此,需要较高的测量精度时,进行温度补偿是最有效的措施。对测量精度要求不高时, 可认为超声波在空气中的传播速度为 340m/s。 表 2.1 超声波传播速度与温度关系表 项目 温度 声速/( m?s) -30 313 -20 319 -10 325 0 332 10 338 数值 20 344 30 350 40 356 50 361 60 367 100 3884 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第3章方案论证3.1 设计思路测量距离方法有很多种,短距离可以用尺,远距离有激光测距等,超声波测距适 用于高精度中长距离测量。 因为超声波在标准空气中传播速度为 331.45 米/秒, 由单片 机负责计时,单片机使用 12.0M 晶振,所以此系统测量精度理论上可以达到毫米级。 目前比较普遍的测距的原理: 通过发射具有特征频率的超声波对被摄目标的探测, 通过发射出特征频率的超声波和反射回接受到特征频率的超声波所用的时间,换算出 距离,如超声波液位物位传感器,超声波探头,适合需要非接触测量场合,超声波测 厚,超声波汽车测距告警装置等。 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播距离远,因而超声波可以用 于距离测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量 精度方面也能达到要求。由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测 量物体不需要直接接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量 中需要达到毫米级的测量精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘 米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因,提高测量时间差到微秒级, 以及用温度传感器进行声波传播速度的补偿后,我们设计的高精度超声波测距仪能达 到毫米级的测量精度。 目前超声波测距已得到广泛应用,国内一般使用专用集成电路根据超声波测距原 理设计各种测距仪器,但是专用集成电路的成本较高、功能单一。而以单片机为核心 的测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能,并且成本低、精度 高、操作简单、工作稳定、可靠。以 8051 为内核的单片机系列,其硬件结构具有功能 部件齐全、功能强等特点。尤其值得一提的是,出 8 位 CPU 外,还具备一个很强的位 处理器,它实际上是一个完整的位微计算机,即包含完整的位 CPU,位 RAM、ROM (EPROM) ,位寻址寄存器、I/O 口和指令集。所以,8051 是双 CPU 的单片机。位处 理在开关决策、逻辑电路仿真、过程测控等方面极为有效;而 8 位处理则在数据采集 和处理等方面具有明显长处。 根据设计要求并综合各方面因素,可以采用 AT89C51 单片机作为主控制器,它控 制发射触发脉冲的开始时间及脉宽, 响应回波时刻并测量、 计数发射至往返的时间差。 利用软件产生超声波信号,通过输出引脚输入至驱动器,经驱动器驱动后推动探头产5 湖南工业大学本科毕业设计(论文)生超声波; 超声波信号的接收采用锁相环 LM567 对放大后的信号进行频率监视和控制。 一旦探头接到回波,若接收到的信号频率等于振荡器的固有频率(此频率主要由 RC 值决定),则其输出引脚的电平将从“1”变为“0”(此时锁相环已进入锁定状态), 这种电平变化可以作为单片机对接收探头的接收情况进行实时监控。可对测得数据优 化处理,并采用温度补偿,使测量误差降到更低限度;AT89C51 还控制显示电路,用 动态扫描法实现 LED 数字显示。3.2 系统结构设计超声波测距仪系统结构如图 3.1 所示。它主要由单片机、超声波发射及接收电路、 超声波传感器、温度传感器、键盘、LED 显示电路及电源电路组成。系统主要功能包 括: 1) 超声波的发射、接收,并根据计时时间计算测量距离; 2) 检测空气温度用于距离计算的补偿; 3) LED 显示器显示距离、温度; 4) 键盘接收用户命令并处理; 5) 当系统运行不正常时,用电平式开关与上电复位电路复位。图 3.1超声波测距仪系统结构框图6 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第4章主要元件介绍4.1 单片机 AT89C51单片机即单片微型计算机 SCMC(Single Chip MicroComputer) 。它把构成一台计 算机的主要功能部、器件,如 CPU(进行运算、控制) 、RAM(数据存储) 、ROM(程 序存储) 、输入/输出设备(例如:串行口、并行输出口等) 、中断系统、定时/计数器等 集中在一块芯 CPU(进行运算、控制) 、RAM(数据存储) 、ROM(程序存储) 、输入 /输出设备(例如:串行口、并行输出口等)制功能,所以又称为微控制器 MCU (Microcontroller Unit) 。相对于普通微机,单片机的体积要小得多,一般嵌入到其他 仪器设备里,实现自动检测与控制,因此也称为嵌入式微控制器 EMCU(Embedded Microcontroller Unit)。 本设计的 MCU 采用的是 DIP(Dual In-line Package 塑料双列直插式)封装的 AT89C51 高性能 8 位单片机。AT89C51 是一个低电压,高性能 CMOS 8 位单片机,片 内含 4k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存储 器 (RAM)器件采用 ATMEL 公司的高密度、 , 非易失性存储技术生产, 兼容标准 MCS-51 指令系统,片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元,内置功能强大的微型计算 机的 AT89C51 提供了高性价比的解决方案。 AT89C51 是一个低功耗高性能单片机, 40 个引脚,32 个外部双向输入/输出(I/O) 端口,同时内含 2 个外中断口,2 个 16 位可 编程定时计数器,2 个全双工串行通信口, AT89C51 可以按照常规方法进行编程,也可 以在线编程。 其将通用的微处理器和 Flash 存 储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。其引脚图如 右图 4.1。 AT89C51 的引脚功能有: 1) 主电源引脚 VSS――第 20 脚,电路接地电平。 VCC――第 40 脚,正常运行和编程校验+5V 电源。7图 4.1 AT89C51 的引脚图 湖南工业大学本科毕业设计(论文)2) 时钟源 XTAL1――第 19 脚, 一般外接晶振的一个引脚, 它是片内反相放大器的输入端口。 当直接采用外部信号时,此引脚应接地。 XTAL1――第 18 脚, 接外部晶振的另一个引脚, 它是片内反相放大器的输出端口。 当采用外部振荡信号源泉时,此引脚为外部振荡信号的输入端口,与信号源相连接。 3) 控制、选通或复用 RST/VPD――第 9 脚,RESET 复位信号输入端口。当单片机正常工作时,由该引 脚输入脉宽为 2 个以上机器周期的高电平复位信号到单片机。 VCC 掉电期间, 在 此引 脚(即 VPD)可接通备用电源,以保持片内 RAM 信息不受破坏。ALE/ PROG ――第 30 脚,输出允许地址锁存信号。当单片机访问外部存储器时,ALE 信号的负跳变将 P0 口上的低 8 位地址送入锁存器。在非访问外部存储器期间, ALE 仍以 1/6 振荡频率固定不变地输出,因此它可对个输出或用于定时目的。要注意 的是:每当访问外部存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 PROG 为第二功能,当对片内程 序存储器编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端。 PSEN ――第 29 脚,访问外部程序存储器选能信,低电平有效。当 AT89C51 由 外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次 PSEN 有效,即输出两个脉 冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的 PSEN 信号不出现。EA / /VPP : 外 部 访 问 允 许 。 欲 使 CPU 公 访 问 外 部 程 序 存 储 器 ( 地 址 0000H-FFFFH) EA 端必须保持低电平(接地) , 。需注意的是:如果加密位 LBI 被编程,复位时内部会锁存 EA 端状态。Flash 存储器编程时,该引脚加上+12V 的编程允许 电源 VPP,当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 VPP。 4) 多功能 I/O 端口 P0 口――第 32~39 脚,8 位漏极开路双向 I/O 端口。作为输出口用时,每位能吸 收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在 访问数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址和数据总线复用,在访问期 间激活内部上拉电阻。 P1 口――第 1~8 脚,具有内部上拉电路的 8 位准双向 I/O 端口。在对片内程序存 储器(EPROM 型)进行程序编程和校验时,用做低 8 位地址总线。 P2 口――第 21~28 脚,具有内部上拉电路的 8 位准双向 I/O 端口。当单片机访问 存储器时,用做高 8 位地址总线;在对片内程序存储器(EPROM 型)进行程序编程 和校验时,亦用做高 8 位地址总线。 P3 口――第 10~17 脚,具有内部上拉电路的 8 位准双向 I/O 端口。它还提供特殊 的第二变异功能。它的每一位均可独立定义为第一功能的 I/O 口或第二变异功能。第8 湖南工业大学本科毕业设计(论文)二变异功能的具体含义如表 4.2: 表 4.2端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7P3 口的第二变异功能第二功能RXD (串行输入口) TXD (串行输出口)INT 0 (外中断 0) INT 1 (外中断 1)T0 T1 (定时/计数器 0) (定时/计数器 1) (外部数据存储器写选通) (外部数据存储器读选通)WRRD4.2 超声波传感器 T40、R40超声波是指频率高于 20kHz 的机械波。 超声波在恒定环境条件下的传播速度不变。 超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电 致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感 器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变 成电能,所以它可以分成接收器和发送器。超声波传感器由两个压电晶片和一个共振 板组成, 当压电晶片的两极加上频率等于其固有谐振频率的 脉冲信号时,压电晶片产生共振,并带动共振板产生振动, 同时带动压电晶片也一起振动, 将机械能转换为电能, 称为 超声波接收器。 超声波传感器利用压电效应进行电能和超声 波机械能的相互转换, 也称为超声波换能器。 超声波发射换 能器与接收换能器在结构上稍有不同, 使用时应分清器件上 的标志,但外观基本一致。有的超声波传感器既作发送,也 能作接收。这里仅介绍小型超声波传感器,其结构如图 1 所示,发送与接收略有差别,它适用于在空气中传播,工图 4.2 T40、R40 外观作频率一般为 23-25KHZ 及 40-45KHZ。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。 该种有 T/R-40-16, T/R-40-12 等 (其中 T 表示发送, 表示接收, 表示频率为 40KHZ, R 40 16 及 12 表示其外径尺寸,以毫米计) 。本设计采用的就是发送超声波传感器 T40 及接 收超声波传感器 R40,其外观如图 4.3。9 湖南工业大学本科毕业设计(论文)4.3 温度传感器 DS18B20温度传感器主要由热敏元件组成。 热敏元件品种教多, 市场上销售的有双金属片、 铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的 温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有 体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉。半导体热敏电阻 按温度特性热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻(电阻随温度上升而增加)和负温度 系数热敏电阻(电阻随温度上升而下降) 。 本设计采用的是美国 Dallas 半导体公司的不锈钢封装的 DS18B20 数字温度传感 器。 DS18B20 是采用专门设计的不锈钢外壳, 仅有 0.2mm 的壁厚, 具有很小的蓄热量, 采用导热性高的密封胶,保证了温度传感器的高灵敏性,极小的温度延迟。DS18B20 支持“一线总线”接口(1-Wire) ,测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85° C 范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高 了系统的抗干扰性。 : DS18B20 采用 3 脚 PR-35 封装(图 4.4) DS18B20 数字化温度传感器的主要性能如下: 1) 适用电压为 3V~5V; 2) 9~12 位分辨率可调,对应的可编程温度分别为 0.5℃、0.25℃、0.125℃、 0.0625℃; 3) TO-92、SOIC 及 CSP 封装可选; 4) 测温范围:-55℃~125℃; 5) 精度:-10℃~85℃范围内±0.5℃; 6) 无需外部元件,独特的一线接口,电源和信号复合在一起; 7) 每个芯片唯一编码,支持联网寻址,零功耗等待。图 4.4 PR-35 封装图10 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第5章硬件电路设计5.1 超声波发射电路超声波发射电路原理图如图 5.1 所示。 发射电路主要由反相器 74LS04 和超声波发 射换能器 T40 构成, 单片机 P1.0 端口输出的 40kHz 的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, 用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端,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。上位电阻 R1、R2 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, 缩短其自由振荡时间。图 5.1 超声波发射电路原理图5.2 超声波接收电路超声波接收电路由超声波传感器、两级放大电路和锁相环电路组成。超声波传感 器接收到的反射波信号非常微弱, 两级放大电路用于对传感器接收到的信号进行放大。 锁相环电路接收到频率符合要求的信号后向单片机发出中断请求。 锁相环 LM567 内部 压控振荡器的中心频率为 f 0 = 1 /(1.1RP 1C 2) ,锁定带宽与 C3 有关。由于发送的超声波 频率为 40kHz,帮调整相关元件使锁相环的中心频率为 40kHz,只响应该频率的信号, 避免了其他频率信号的干扰。11 湖南工业大学本科毕业设计(论文)当超声波传感器接收到超声波信号后,送入两级放大器放大,放大后的信号进入 锁相环检波, 如果频率为 40kHz, 则从 8 脚发出低电平中断请求信号送单片机 P3.3 端, 单片机检测到低电平后停止定时器的工作。超声波接收电路如图 5.2 所示。图 5.2 超声波接收电路5.3 显示电路显示电路如图 5.3,四位 LED 组成动态扫描电路,由 AT89C51 的 P0 口输出。动 态扫描时,由 P2 口控制 LED 的当前显示位。当距离测量结束并调用显示程序,就会 显示距离大小,显示两位小数。当按下按键 k2 时,将会显示温度值,延时 5s 后恢复 显示距离值。图 5.3 显示电路12 湖南工业大学本科毕业设计(论文)5.4 电源电路电源电路如图 5.4 所示。为方便起见,本设计采用的是 9V 电池供电,直流电送入 三端稳压器 LM7805 稳压,输出+5V 稳恒直流电,作为电路的电源。LED 是电源指示 灯,通电后发光。图 5.4 电源电路5.5 复位电路AT89C51 复位有一个专用的外部引脚 RESET, 外部可通过此引脚输入一个正脉冲 使单片机复位。所谓复位,就是强制单片机系统恢复到确定的初始状态,并使系统重 新从初始状态开始工作。本设计采用的是电平式开关与上电复位电路,为了能使运行 中的系统,经人工干预,强制系统进行复位。其电路图如 5.4 所示:图 5.4 复位电路13 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第6章软件设计6.1 主程序流程我们知道 C 语言程序有利于实现较复杂的算法,汇编语言程序则具有较高的效率 且容易精细计算程序运行的时间,而超声波测距仪的程序既有较复杂的计算(计算距 离时) ,又要求精细计算程序运行时间(超声波测距时) ,所以控制程序可采用 C 语言 和汇编语言混合编程。 因为本设计对时间要求精度较高的部分全部由单片机内部的定时器完成,而虽然 温度传感器的读写对时间精度要求也高, 但经详细计算所得出的 C 程序已被广泛应用, 故直接借用已有程序也能作到对温度的准确读取,所心本设计全部使用 C 语言编程, 这样能使设计中所用到的公式能方便快捷的体现和实现,又缩短了论文的篇幅。 软件采用模块化设计方法,由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断子程 序、温度测量子程序、距离计算子程序、显示子程序、键盘扫描处理程序等模块组成。 图 6.1 为主程序流程图。 系统上电后,首先系统初始化,不断扫描按键 k1,若按键 k1 按下,则开始测量 空气温度,然后将 P1.0 置位,使定时器 T0 开始定时,控制超声波传感器发出超声波, 同时使定时器 T1 开始定时。 CPU 循环检测 P3.3 引脚, P3.3 为低电平时接收到回波, 当 立即使 T1 停止工作,保存定时器的计数值。 然后根据温度和传输时间计算距离,温度补偿措施使测量精度有了明显提高,计 算出距离后调用距离显示子程序,LED 显示距离。 最后检测按键 k2,若 k2 闭合,则调用温度显示子程序,LED 显示温度(温度并 非测量距离时用于补偿的温度,而是当前温度)5s 后恢复显示本次测量距离;若按键 k2 没有闭合,则显示器恒定显示最新一次的测量结果;若要进行下一次测量,则先要 按下 k3 重新开始,再按下按键 k1 才执行新一次测量。由于不需输入数据,键盘只设 置了 3 个按键,用于开始测量距离并显示温度功能设置等。14 湖南工业大学本科毕业设计(论文)开始系统初始化K1 闭合?NY 发射超声波,T1 计时N 接收到反射波?Y T1 停止定时,保存定时值测温,根据温度和时间计算距离显示测量距离K2 闭合? NY显示温度 5sK3 闭合? N YN图 6.1 主程序流程15 湖南工业大学本科毕业设计(论文)6.2 子程序设计6.2.1 超声波发送子程序及超声波接收中断子程序 声波发送子程序及超声波接收中断子程序超声波发生子程序的作用是通过 P1.0 端口发送左右超声波脉冲信号(频率约 40kHz 的方波) ,脉冲宽度为 12?s 左右,同时把计数器 T1 打开进行计时,定时器 T1 工作在方式 0。 超声波测距仪主程序利用外中断 1 检测返回超声波信号,一旦接收到返回超声波 信号(即 INT 1 引脚出现低电平) ,立即进入中断程序。进入中断后就立即关闭计时器 T1 停止计时,并将测距成功标志字赋值 1。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返 回信号,则定时器 T1 溢出中断将外中断 1 关闭,并将测距成功标志字赋值 0 表示此 次测距不成功。 T0 中断服务程序如下: sbit send=P1^0; void timer0(void)interrupt 1 { send=! TH0=0x1f; TL0=0xf4; } 超声波接收(外部中断 1)程序: void int1(void)interrupt 2 { if(TH1!=0x00&&TH0!=0x00) { b=1; TR1=0; TR0=0; t=TH1*256+TL1; t=t/1000000; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00; } else16 湖南工业大学本科毕业设计(论文){b=0; TR1=0; TR0=0; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00;}}6.2.2 测温子程序测温的主要器件是 DS18B20,现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输, DS18B20 中有两个存测得的温度值的两个 8 位存贮器 RAM,用 11 位存贮温度值,最 高位(5 位)为符号位。对应的温度计算:当符号位 S=0 时,直接将二进制位转换为 十进制;当 S=1 时,先将补码变换为原码,再计算十进制值。图 6.2 为 DS18B20 的温 度存储方式:bit7 LS Byte 23bit6 22bit5 21bit4 20bit3 2-1bit2 2-2bit1 2-3bit0 2-4bit15 MS Byte Sbit14 Sbit13 Sbit12 Sbit11 Sbit10 26bit9 25bit8 24图 6.2 DS18B20 的温度存储方式负温度时 S=1,正温度时 S=0。因此我们只需要逐位读出它的温度就可以了。读 出一个字节 C 代码如下: uchar readbyte(void) { uchar i,k; i=8; k=0; while(i--) { tem_in=1; delay_us(1); tem_in=0; k=k&&1; tem_in=1;17//直接读一字节程序 湖南工业大学本科毕业设计(论文)NOP; if(tem_in)k |= 0x80; delay_us(4); } return(k); } //tem_in 为 1 时,则该位也为 16.2.3 距离计算子程序当前温度和超声波往返时间均测量出来后,用 C 语言根据公式计算距离来编程是 比较简单的算法。 根据测量距离 D =γRT T 1 ct , 而 其 中 c = = c0 1 + ,故可简化为: 2 M 273KD=1 T T c0 t 1 + = 165.7t 1 + ,其实现程序算法如下: 2 273K 273K#include&math.h& void distance(void) { double radical,dist,t; radical=sqrt(1+(temnum+273)/273); dist=165.7*t* return(dist); }6.2.4 显示子程序和键盘扫描子程序显示电路由四位 LED 组成动态扫描电路,编程非常简单。又虽然本设计共有四个 按键,k0 控制电源输入,不需软件编程;而 k3 为手动复位按键,亦不需软件编程; 只有 k1 、k2 分别测距开始按键和距离与温度切换显示按键,级易实现。所以不赘述 显示子程序和键盘扫描子程序,详情可见附录二。18 湖南工业大学本科毕业设计(论文)第7章软件调试及系统仿真7.1 软件编译调试环境――Keil单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序要变 为 CPU 可以执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇编,目前已 极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码,用于 MCS-51 单片机的汇编软件有早期的 A51,随着单片机开发技术的不断发展,从普遍 使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil 软件 是目前最流行开发 MCS-51 系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全 面支持 Keil 即可看出。Keil 提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功 能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这 些部份组合在一起。 掌握这一软件的使用对于使用 51 系列单片机的爱好者来说是十分 必要的,如果你使用 C 语言编程,那么 Keil 几乎就是你的不二之选,即使不使用 C 语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会事 半功倍。7.2 Keil 工程文件的建立、设置与目标文件的获得7.2.1 Keil 工程的建立首先启动 Keil 软件的集成开发环境,如果已正确安装了该软件,可以从桌面上直 接双击 uVision 的图标以启动该软件。uVison 启动后,程序窗口的左边有一个工程管 理窗口,该窗口有 3 个标签,分别是 Files、Regs、和 Books,这三个标签页分别显示 当前项目的文件结构、CPU 的寄存器及部份特殊功能寄存器的值(调试时才出现)和 所选 CPU 的附加说明文件,如果是第一次启动 Keil,那么这三个标签页全是空的。 1) 源文件的建立 使用菜单“File-&New”或者点击工具栏的新建文件按钮,即可在项目窗口的右侧 打开一个新的文本编缉窗口,在该窗口中输入汇编语言或 C 语言源程序,然后保存该 文件,注意必须加上扩展名(汇编语言源程序一般用 asm 或 a51 为扩展名,而 C 语言 源程序一般用 c 为扩展名) ,这里假定将文件保存为 exam1.asm。需要说明的是,源文 件就是一般的文本文件,不一定使用 Keil 软件编写,可以使用任意文本编缉器编写,19 湖南工业大学本科毕业设计(论文)而且,Keil 的编缉器对汉字的支持不好,建议使用 UltraEdit 之类的编缉软件进行源程 序的输入。 2) 建立工程文件 在项目开发中,并不是仅 有一个源程序就行了,还要为 这个项目选择 CPU(Keil 支持 数百种 CPU, 而这些 CPU 的特 性并不完全相同) ,确定编译、 汇编、连接的参数,指定调试 的方式,有一些项目还会有多 个文件组成等,为管理和使用 方便,Keil 使用工程(Project) 这一概念,将这些参数设置和 所需的所有文件都加在一个工 程中,只能对工程而不能对单 一的源程序进行编译(汇编) 和 连 接 等 操 作 。 点 击 “Project-&New Project…”菜图 7.1 选择目标 CPU单,出现一个对话框,要求给将要建立的工程起一个名字,可以在编缉框中输入一个 名字(设为 exam1) ,不需要扩展名。点击“保存”按钮,出现第二个对话框,如图 7.1 所示,这个对话框要求选择目标 CPU,Keil 支持的 CPU 很多,我们选择 Atmel 公 司的 89C51 芯片。 点击 ATMEL 前面的 “+” 号,展开该层,点击其中的 89C51,然后 再点击“确定”按钮,回到主界面,此时, 在工程窗口的文件页中, 出现了 “Target1” , 前面有“+”号,点击“+”号展开,可以 看到下一层的“Source Group1” ,这时的 工程还是一个空的工程,里面什么文件也 没有,需要手动把刚才编写好的源程序加 入,点击“Source Group1”使其反白显示, 然后, 点击鼠标右键, 出现一个下拉菜单, 如 图 7.2 所示 。 选中其 中 的 “ Add file ,出现一个对话 toGroup”Source Group1”20图 7.2 加入文件 湖南工业大学本科毕业设计(论文)框,要求寻找源文件,注意:该对话框下面的“文件类型”默认为 C source file(*.c), 也就是以 C 为扩展名的文件,而我们的文件是以 asm 为扩展名的,所以在列表框中找 不到 exam1.asm,要将文件类型改掉,点击对话框中“文件类型”后的下拉列表,找 到并选中“Asm Source File(*.a51,*.asm),这样,在列表框中就可以找到 exam1.asm 文 件了。双击 exam1.asm 文件,将文件加入项目,注意,在文件加入项目后,该对话框 并不消失,等待继续加入其它文件,如果误认为操作没有成功而再次双击同一文件, 这时会出现重复加入文件错误的对话框, 提示你所选文件已在列表中, 此时应点击 “确 定” 返回前一对话框, , 然后点击 “Close” 即可返回主界面, 返回后, “SourceGroup 点击 1”前的加号,会发现 exam1.asm 文件已在其中。双击文件名,即打开该源程序。7.2.2 工程的详细设置工程建立好以后,还要对工程进行进一步的设置,以满足要求。 首先点击左边 Project 窗口的 Target 1,然后使用菜单“Project-&Option for target ‘target1’ ”即出现对工程设 置的对话框,这个对话框可 谓非常复杂,共有 8 个页面, 要全部搞清可不容易,好在 绝大部份设置项取默认值就 行了。 设置对话框中的 Target 页面,如图 7.3 所示,Xtal 后面的数值是晶振频率值, 默认值是所选目标 CPU 的最高可用频率值,对于我们所选的 AT89C51 而言是 24M, 该数值与最终产生的目标代码无关,仅用于软件模拟调试时显示程序执行时间。正确 设置该数值可使显示时间与实际所用时间一致,一般将其设置成与你的硬件所用晶振 频率相同,如果没必要了解程序执行的时间,也可以不设,这里设置为 12。Memory Model 用于设置 RAM 使用情况,有三个选择项,Small 是所有变量都在单片机的内部 RAM 中;Compact 是可以使用一页外部扩展 RAM,而 Larget 则是可以使用全部外部 的扩展 RAM。 Code Model 用于设置 ROM 空间的使用, 同样也有三个选择项, Small 即 模式,只用低于 2K 的程序空间;Compact 模式,单个函数的代码量不能超过 2K,整 个程序可以使用 64K 程序空间;Large 模式,可用全部 64K 空间。Use on-chip ROM 选 (注意: 选中该项并不会影响最终生成的目标代码量) ; 择项, 确认是否仅使用片内 ROM217.3 对目标进行设置 湖南工业大学本科毕业设计(论文)Operating 项是操作系统选择,Keil 提供了两种操作系统:Rtx tiny 和 Rtx full,关于操 作系统是另外一个很大的话题了,通常我们不使用任何操作系统,即使用该项的默认 值:None(不使用任何操作系统) ;Off Chip Code memory 用以确定系统扩展 ROM 的 地址范围, Chip xDatamemory 组用于确定系统扩展 RAM 的地址范围, Off 这些选择项 必须根据所用硬件来决定,由于该例是单片应用,未进行任何扩展,所以均不重新选 择,按默认值设置。 设置对话框中的 OutPut 页面,如图 7.4 所示,这里面也有多个选择项,其中 Creat Hex file 用于生成可执行代码文件(可以用编程器写入单片机芯片的 HEX 格式文件, 文 件 的 扩 展 名 ,默认情况下 为.HEX) 该项未被选中,如果要 写片做硬件实验,就必 须选中该项,在此特别 提醒注意。选中 Debug information 将会产生调 试信息,这些信息用于 调试, 如果需要对程序进 行调试,应当选中该项。 Browse information 是产生浏览信息,该信息可以用菜单 view-&Browse 来查看,这里 取默认值。按钮“Select Folder for objects”是用来选择最终的目标文件所在的文件夹, 默认是与工程文件在同一个文件夹中。 Name of Executable 用于指定最终生成的目标文 件的名字,默认与工程的名字相同,这两项一般不需要更改。 工程设置对话框中的其它各页面与 C51 编译选项、A51 的汇编选项、BL51 连接 器的连接选项等用法有 关,这里均取默认值, 不作任何修改。以下仅 对一些有关页面中常用 的选项作一个简单介 绍。 Listing 标签页用于 调整生成的列表文件选 项。在汇编或编译完成后将产生(*.lst)的列表文件,在连接完成后也将产生(*.m51) 的列表文件,该页用于对列表文件的内容和形式进行细致的调节,其中比较常用的选22图 7.4 对输出进行控制图 7.5 代码生成控制 湖南工业大学本科毕业设计(论文)项是“C Compile Listing”下的“Assamble Code”项,选中该项可以在列表文件中生 成 C 语言源程序所对应的汇编代码。 C51 标签页用于对 Keil 的 C51 编译器的编译过程进行控制,其中比较常用的是 “CodeOptimization”组,如图 7.5 所示,该组中 Level 是优化等级,C51 在对源程序 进行编译时,可以对代码多至 9 级优化,默认使用第 8 级,一般不必修改,如果在编 译中出现一些问题,可以降低优化级别试一试。Emphasis 是选择编译优先方式,第一 项是代码量优化 (最终生成的代码量小) 第二项是速度优先 ; (最终生成的代码速度快) ; 第三项是缺省。默认的是速度优先,可根据需要更改。设置完成后按确认返回主界面, 工程文件建立、设置完毕。7.2.3 编译、连接在设置好工程后,即可进行编译、连接。选择菜单 Project-&Build target,对当前 工程进行连接,如果 当前文件已修改,软 件会先对该文件进行 编译, 然后再连接以产 生目标代码;如果选择 Rebuild All target files 将会对当前工程中 的所有文件重新进行编译然后再 连接,确保最终生产的目标代码 是最新的,而 Translate….项则仅 对该文件进行编译, 不进行连接。 以上操作也可以通过工具栏按钮 直接进行。图 7.6 是有关编译、设置的工具栏按钮,从左到右分别是:编译、编译连 接、全部重建、停止编译和对工程进行设置。编译过程中的信息将出现在输出窗口中 的 Build 页中,如果源程序中有语法错误,会有错误报告出现,双击该行,可以定位 到出错的位置,对源程序反复修改之后,最终会得到如图 7.7 所示的结果,提示获得 了名为 exam1.hex 的文件,该文件即可被编程器读入并写到芯片中,同时还产生了一 些其它相关的文件,可被用于 Keil 的仿真与调试,这时可以进入下一步调试的工作。图 7.7 正确编译、连接之后的结果 图 7.6 有关编译、连接、项目设置的工具条7.3 系统仿真环境――ProteusProteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于23 湖南工业大学本科毕业设计(论文)Windows 操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件具有 如下特点:①实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字 电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、 SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、 信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000 系 列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、 设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件 仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如 Keil C51 uVision2 等软件。④具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机 和 SPICE 分析于一身的仿真软件,功能极其强大。本章介绍 Proteus ISIS 软件的工作 环境和一些基本操作。7.4 系统仿真7.4.1 Proteus 工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一种标准的 Windows 界面,如图 7.8 所示。包括:标题 栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制 按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。图 7.8 Proteus ISIS 的工作界面24 湖南工业大学本科毕业设计(论文)7.4.2 Proteus 原理图的绘制Proteus 中原理图绘制比较简单,具体可参见其帮助,暂不赘述。7.4.3 仿真由于 Proteus 里没有超声波传感器, 也没有能够完全代替它功能元件, 所以本设计 只叙述其能仿真出来一部分。 1) 源程序的录入 先右击 AT89C51,再左击 AT89C51,会出现如图 7.9 所示的对话框,点击 择所需要的 HEX 文件。然后单击 OK。 ,选图 7.9 录入源程序对话框2) 仿真的实现 一切准备就绪后,点击 ,就开始仿真了。 图 7.10 为本设计的系统仿真原理图。25 湖南工业大学本科毕业设计(论文)图 7.10 系统仿真原理图26 湖南工业大学本科毕业设计(论文)7.5 误差及特性分析虽说在仿真时温度传感器 DS18B20 是可视调节,且全为整数,但 LED 显示时当 温度达到一定范围便会出现小数误差。例如当 DS18B20 显示是 28℃时,而 LED 显示 是 28.4℃;而当 DS18B20 显示是 25℃时,而 LED 显示仍是 25℃;而仿真表明随着温 度的升高其误差大小也并不一致,且全都控制在 1℃以内。说明这并不是固有误差, 很难避免,可以忽略,其对距离测量的影响也微乎其微,并不会使距离测量精度明显 降低。 根据超声波的特性,距离测量时必须满足条件:①被测目标必须垂直于超声波测 距仪。②被测目标表面必须平坦。③测量时在超声波测距仪周围没有其他可反射超声 波的物体。因此在测量过程中稍不小心就会接收不到超声波,而导致没有测量结果。 由于超声波的往返时间由单片机 AT89C51 的定时器 T1 来记,定时器 T1 工作在 方式 1,其最大定时时间为 65.536ms,可得出在常温下最大的测量距离在 10m 以内。 且因为发射功率有限,测距仪也无法测量 10m 外的物体。27 湖南工业大学本科毕业设计(论文)结论利用 51 系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观。经实际测试证明,该类测 距仪工作稳定,能满足一般近距离测距的要求,且成本较低、有良好的性价比。由于该 系统中锁相环锁定需要一定时间, 测得的距离有误差, 在汽车雷达应用中可忽略不计; 但在精度要求较高的工业领域如机器人自动测距等方面,此误差不能忽略,可以通过 改变一些硬件的应用实现对超声波的快速锁定或根据自己的需要在程序中加入测距软 件补偿的代码,使误差进一步减小,可以满足更高要求。 本设计完整地做出之后可测量十米以内的距离。因为超声波的特性,测距时保证 传感器与被测物间,以及测量轴线上没有障碍物;且要尽量保证传感器轴线与被测物 表面垂直;实际测距范围与被测物表面材料等因素有关,一般不要测量表面为毛料的 物体表面。28 湖南工业大学本科毕业设计(论文)参考文献[1] 林伟, 梁家宁, 李才安. 便携式多功能超声波测距仪的设计与实现[J]. 电子测 量技术,2008, (01): 29-31. [2] 陈美銮, 尹浩, 黎飘, 董博然. 智能盲人导行仪的设计与实现[J]. 电子技术应 用, 2006,(10): 2-5. [3] 罗庆生, 韩宝玲. 一种基于超声波与红外线探测技术的测距定位系统[J]. 计算 机测量与控制, 2005,(04): 1-3. [4] 高 飞 燕 . 基 于 单 片 机 的 超 声 波 测 距 系 统 的 设 计 [J]. 信 息 技 术 , 2005,(07): 43-45. [5] 赵海鸣,卜英勇, 王纪婵, 周知进. 一种高精度超声波测距方法的研究[J]. 湖南 科技大学学报(自然科学版), 2006,(03): 8-10. [6] 路锦正, 王建勤, 杨绍国, 赵珂, 赵太飞. 超声波测距仪的设计[J] .传感器技术, 2002,(08): 9-11. [7] 牛余朋, 成曙. 基于单片机的超声波测距系统[J]. 兵工自动化, 2005, (04): 44-46. [8] 张健, 李钢. 超声波测距系统的研究与设计[J]. 合肥工业大学学报(自然科学 版), 2004,(06): 13-15. [9] 李建树, 刘伟华, 涂亚庆. 提高超声液位测量精度的新方法[J]. 自动化与仪表, 1997,(01): 3-5. [10]阮成功, 蓝兆辉, 陈硕. 基于单片机的超声波测距系统[J]. 应用科技, 2004, (07): 8-10. [11]童峰, 许水源, 许天增. 一种高精度超声波测距处理方法[J]. 厦门大学学报(自 然科学版), 1998,(04):8-10. [12]孙育才,孙华芳,王荣兴. 单片机原理及其应用[M]. 北京:电子工业出版社, 7. [13]王丰,栾学德. 单片机原理与应用技术[M]. 北京:北京航空航天大学出版社, -261. [14]胡大可,李培弘,方路平. 基于单片机 8051 的嵌入式开发指南[M]. 北京:电子 工业出版社,0. [15]求是科技. 单片机通信技术与工程实践[M]. 北京:人民邮电出版社,2005:129 湖南工业大学本科毕业设计(论文)-191. [16]潭浩强. C 程序设计[M]. 北京:清华大学出版社,8. [17]林志琦, 郎建军, 李会杰, 佟大鹏. 基于 Proteus 的单片机可视化软硬件仿真[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,. 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[19] 陈兴梧,刘鸣,赵煜,赵慧影. 数字式温度计 DS18B20 的特性及应用[EB/OL]. .cn/designarticles/measure/6.html.30 湖南工业大学本科毕业设计(论文)致谢从开始做论文到论文基本完成,经历了很长一段时间,从开始的一知半解到现在 的全面了解算是经历了一个漫长的过程。在这个过程中有无数人给了我莫大的帮助。 首先要感谢的是我的指导老师罗德凌老师。罗德凌老师在我还没有头绪的时候提 示我该向哪个方向去思考,在我确定方向后,在我遇到困难的时候提示并帮助我该怎 么做。特别是论文的整体设计给我很大的帮助,还有在我论文都定稿前认真的审阅了 我的论文,放弃自己的休息时间,指出我的错误和不足的地方,在这里深表感谢! 其次我要感谢和我度过四年大学生活的同学,因为没有你们的帮助我是无法顺利 地完成这个课题的!还有个别同学的专业知识让我深表佩服,以及他助人为乐的精神 让我无法忘却,深深感谢! 还有我的母校,它给我提供了良好的学习环境,使我可以在这里学习自己想学习 和自己要掌握的知识和技能。学校是个令人难忘的地方,在这里的时间是我无法忘记 的。 一定要谢的还有我的父母,他们总是竭尽所能的给我提供更好的环境,让我心里 充满感激,感谢之情无法言言喻! 大学给我留下了我人生不可磨灭的印象,给我留下了美好的回忆。最后祝愿我的 母校祝越来越美丽。祝福老师们身体健康,工作顺利!同学们都能找到称心的工作!学生签名:杨姣秀 日 期:2008 年 6 月 9 日31 湖南工业大学本科毕业设计(论文)附录 1整体电路图32 湖南工业大学本科毕业设计(论文)附录 2程序清单#include&reg51.h& #include&stdio.h& #include&math.h& #include&intrins.h& #define unint unsigned int #define uchar unsigned char #define LED P1 //际温度值输出端口定义 #define NOP _nop_() sbit tem_in=P1^1; sbit k1=P3^7; sbit k2=P3^6; sbit k3=P3^5; sbit send=P1^0; sbit recieve=P3^2; uchar temp_h,temp_l; //温度值变量 //当前温度值 //超声波往返所占用的时间 //测距成功标志位,当 b=1 时标志测距成功 uchar flag1; //正负标志位 uchar code ledcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xff};//数码显示 数据:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,-,消隐 uchar dispbuf[4]={0,0,0,0},tembuf[4]={0,0,0,0}; /////////////////////////////////////////////////////////////// void delay(unsigned int count) { while(count) { i=38; while(i&0)i--; count--; } } /////////////////////////////////////////////////////////////// void delay10ms(unsigned int n) { unsigned int j,k;33 湖南工业大学本科毕业设计(论文)while(n--!=0) { for(j=0;j&10;j++) for(k=0;k&72;k++) ; } } /////////////////////////////////////////////////////////////// void delay_us(uchar n) { i=0; while(i&n) {i++;} } /////////////////////////////////////////////////////////////// void dsreset(void) //DS18B20 重设 { tem_in=0; i=103; while(i&0)i--; tem_in=1; i=4; while(i&0)i--; } /////////////////////////////////////////////////////////////// uchar readbyte(void) //直接读一字节程序 { uchar i,k; i=8; k=0; while(i--) { tem_in=1; delay_us(1); tem_in=0; k=k&&1; tem_in=1; NOP; if(tem_in)k |= 0x80; //tem_in 为 1 时,则该位也为 1 delay_us(4); }34 湖南工业大学本科毕业设计(论文)return(k); } /////////////////////////////////////////////////////////////// void tmpwrite(unsigned char dat) //函数功能:向 B20 写一字节 { for(j=1;j&=8;j++) { testb=dat&0x01; dat=dat&&1; if(testb) { tem_in=0;i++;i++; tem_in=1; i=8;while(i&0)i--; } else { tem_in=0; i=8;while(i&0)i--; tem_in=1;i++;i++; } } } ////////////////////////////////////////////////////////////// void tmpchange(void) { dsreset(); //复位 delay(1); tmpwrite(0xcc); //跳过序列号命令 tmpwrite(0x44); //转换命令 } //////////////////////////////////////////////////////////// void tmp(void) //温度采集及转换 { int m,n=0; float temnum1=0; dsreset(); delay(1); tmpwrite(0xcc); tmpwrite(0xbe); temp_l=readbyte(); //低位在前 temp_h=readbyte(); //高位在后 flag1=temp_h&0xf8;35 湖南工业大学本科毕业设计(论文)if(flag1) { n=flag1; temp_h=~temp_h; if(temp_l==0)temp_h++; //若低 8 位全为 0 且温度为负,取补时就要向高 位进 1 temp_l=~temp_l+1; } temnum1=(temp_h*256+temp_l)/16; if(temnum1&10) { tembuf[3]=11; tembuf[2]=11; tembuf[1]=(uchar)temnum1; tembuf[0]=(uchar)(temnum1*10)%10; } if(temnum1&=100) { tembuf[3]=(uchar)temnum1/100; m=(int)temnum1%100; tembuf[2]=(uchar)m/10; tembuf[1]=(uchar)m%10; tembuf[0]=(uchar)(temnum1*10)%10; } if(temnum1&100&&temnum1&=10) { tembuf[3]=11; tembuf[2]=(uchar)temnum1/10; tembuf[1]=(uchar)temnum1%10; tembuf[0]=(uchar)(temnum1*10)%10; } if(n==0xf8)tembuf[3]=10; temnum=temnum1; } ////////////////////////////////////////////////////////// void dis(void) //温度显示 { uchar j=0 for(i=0;i&4;i++) //输送显示数据 { P0=0 P0=ledcode[tembuf[i]]; if(i==1)P0=ledcode[tembuf[i]]+0x80; //小数点显示 P2=j; delay(15); j=(j&&1)+0x01;36 湖南工业大学本科毕业设计(论文)} } /////////////////////////////////////////////////////// void distance(void) //计算测量得到的距离 { double radical, if(b!=0) { radical=sqrt(1+(temnum+273)/273); dist=165.7*t* dist=dist+0.005; //四舍五入并留两位小数 if(dist&0&&dist&10) { dispbuf[3]=11; dispbuf[2]=(uchar) dispbuf[1]=(uchar)(dist*10)%10; dispbuf[0]=(uchar)(dist*100)%10; } if(dist&=10&&dist&=0) //测量距离大于 10 米或小于 0 显示&----&,也有出错的 意思 { dispbuf[3]=10; dispbuf[2]=10; dispbuf[1]=10; dispbuf[0]=10; } if(dist&100&&dist&=10) { dispbuf[3]=(uchar)dist/10; dispbuf[2]=(uchar)dist%10; dispbuf[1]=(uchar)(dist*10)%10; dispbuf[0]=(uchar)(dist*100)%10; } } else { //当 T1 溢出时,则测量时间无效 dispbuf[3]=10; dispbuf[2]=10; dispbuf[1]=10; dispbuf[0]=10; } } /////////////////////////////////////////////////////// void dis1(void) {37//距离显示 湖南工业大学本科毕业设计(论文)uchar j=0 for(i=0;i&0;i++) /*输送显示数据*/ { P0=0 P0=ledcode[dispbuf[i]]; if(i==2)P0=ledcode[dispbuf[i]]+0x80; //小数点显示 P2=j; delay10ms(1); j=(j&&1)+0x01; } } /////////////////////////////////////////////////////////////// void dis2(void) { uchar j=0 dispbuf[3]=11; dispbuf[2]=11; dispbuf[1]=11; dispbuf[0]=0; for(i=0;i&4;i++) { P0=0 P0=ledcode[dispbuf[i]]; P2=j; delay10ms(1); j=(j&&1)+0x01; } } /////////////////////////////////////////////////////////////// void timer1(void)interrupt 3 { TR1=0; TH1=0x00; TL1=0x00; } /////////////////////////////////////////////////////////////// void timer0(void)interrupt 1 { send=! TH0=0x1f; TL0=0xf4; } ///////////////////////////////////////////////////////38/*输送显示数据*/ 湖南工业大学本科毕业设计(论文)void int1(void)interrupt 2 { if(TH1!=0x00&&TH0!=0x00) { b=1; TR1=0; TR0=0; t=TH1*256+TL1; t=t/1000000; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00; } else { b=0; TR1=0; TR0=0; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00; } } /////////////////////////////////////////////////////// main() { EA=1; //开中断 TMOD=0x10; //设定时器 0、定时器 1 都工作在定时状态,T0 方式 0, T1 方式 1 ET0=1; //定时器 0 中断允许 ET1=1; //定时器 1 中断允许 IT1=0; //外部中断 1 低电平有效 TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00; send=1; receive=1; k1=1; k2=1; ////////////////////////////////////////////////////////////////39 湖南工业大学本科毕业设计(论文)while(1) { dis2(); if(k1!=1) //判断 k1 是否按下,按下则开始执行温度转换和测距操作 { delay(100); //消抖 if(k1!=1) { tmpchange(); //启动温度转换 tmp(); EX1=1; //外部中断 1 中断允许 TR0=1; //T0 定时开始 TR1=1; //T1 定时开始 delay10ms(7); distance(); EX1=0; while(1) { dis1(); if(k2!=1) { delay(100); if(k2!=1) { for(i=0;i&200;i++) { tmpchange(); tmp(); dis(); } } } if(k3!=1) { delay(100); if(k3!=1) } } } } } } /////////////////////////////////////////////////40 湖南工业大学本科毕业设计(论文)附录 3外文复印件Ultrasonic wave production: The sound wave is the object mechanical vibrations condition (or energy) dissemination form. The so-called vibration is refers to material the particle the reciprocating motion which carries on nearby its position of equilibrium. For example, drum surface after rap, it on high and low vibrates, this kind of vibrational state to disseminates in all directions through the air medium, this is a sound wave. The ultrasonic wave is refers to the vibrational frequency to be bigger than above 20KHz, its each second vibration number of times (frequency) very high, has surpassed the person ear sense of hearing upper limit (20000Hz), people sound wave named ultrasonic wave which cannot hear this kind. Supersonic and may Wen Sheng be essentially consistent, their common ground is one kind of mechanical vibrations, usually will disseminate by the longitudinal wave way in the elastic medium, will be one kind of energy dissemination form, its diversity will be the ultrasonic frequency is high, the wave length, will have the good beam in certain distance along the straight line dissemination and the directivity, at present the abdomen supersonic image formation will use the frequency range in 2~5MHz, (will vibrate 1 time for 3~3.5MHz each second is 1Hz,1MHz=106Hz commonly used, namely each second will vibrate 1,000,000 times, but Wen Bo frequency between 16-20000HZ). Two main parameters about ultrasonic wave: Two main parameters about ultrasonic wave are: Frequency: F≥20KHz; Power density: p= emissive power (W)/emitting area (cm2); Usually p≥0.3w/cm2; The supersonic wave energy which disseminates in the liquid carries on the clean to the object surface's contamination, its principle available “the cavitation” the phenomenon explained: The ultrasonic wave vibration disseminates when the liquid the sound wave intensity of pressure which achieves an atmospheric pressure, its power density is 0.35w/cm2, by now the ultrasonic wave sound wave intensity of pressure peak value might achieve the vacuum or the negative pressure, but in fact does not have the negative pressure existence, therefore has a very tremendous pressure in the liquid, becomes the empty cavitation nucleus the liquid member tension fracture. This cavity very close vacuum, it when the ultrasonic wave intensity of pressure achieves reverse is biggest bursts, as a result of bursts the intense impact which produces to hit the object surface contamination. This kind the shock-wave phenomenon which produces by the innumerable tiny cavitation air bubble collapse is called “the cavitation” the phenomenon. The function of ultrasonic wave: The glass components, the glass and ceramic article's removing dirty stuff is terrible business, if puts in these goods in the cleaning liquid, passes over the ultrasonic wave again, on the cleaning liquid fierce vibration impact goods dirt, can clean cleanly very quickly. Although said that the humanity does not listen to the favorable balance of trade sound wave, but many animals actually have this ability. They may using the ultrasonic wave “the guidance”, capture food, or avoids the danger. Everybody possibly saw summer's night has had many bats back and forth to soar in the garden, why haven't they in the luminous41 湖南工业大学本科毕业设计(论文)situation soared, but will not lose the direction? The reason is the bat can send out 2 ~ 100,000 hertz ultrasonic waves, this is just like is a activity “the radar station”. The bat is precisely uses this kind “the radar” front the judgment flight is an insect, perhaps obstacle. But radar's quality has several dozens, several hundred, several thousand kilograms, but in some important performance precision. Antijamming ability and so on, bat far superior and modern wireless beacon. On the deep research animal body each kind of organ's function and the structure, will obtain the knowledge uses for to improve the existing equipment, this is a new discipline which for the past many years develops, the named bionics. Our humanity only then the academic society uses the ultrasonic wave until the First World War, this is uses “the sound navigation and ranging” the principle searches in the sounding the goal and the condition, like submarine's position and so on. This time the people send out a series of different frequencies to the water in the ultrasonic wave, then the record and the processing reflection echo, we then may estimate the survey from the echo characteristic the distance, the shape and the dynamic change. In the medicine using the ultrasonic wave was most early in 1942, Austrian Dr. Du Sieck uses the supersonic technology to scan the brain structur Started later to the 60s doctors the ultrasonic wave to apply in the abdomen organ's survey. Now the ultrasonic wave scanning technique has become the modern medicine to diagnose the essential tool. The medicine ultrasonic wave inspection's principle of work and the sound navigation and ranging have certain similarity, soon the ultrasonic wave launches in the human body, when it meets the contact surface when in vivo will occur reflects and refracts, and is possibly absorbed in the Body tissue weakens. Because the human body each kind of organization's shape and the structure are not same, therefore its reflection and the refraction as well as the absorption ultrasonic wave's degree is also different, doctors are precisely reflected through the instrument the wave mode, the curve, or the phantom characteristic distinguishes them. In addition recombination anatomy knowledge, normal and pathology change, then may diagnose the organ which inspects whether to be sick. At present, doctors apply the ultrasound diagnosis method has the different form, may divide into A, B, M and the D four broad headings. A: By the profile demonstrated that the organization characteristic the method, mainly uses in surveying organ's diameteral wire, determines its size. May use for some physical property which distinguishes the pathological change to organize, like substantive, liquid perhaps gas whether to have and so on.. B: With plane figure's form demonstrated that is investigated organization's special details. When inspection, first transforms the human body contact surface's reflection signal into the strong and the weak different luminous spot, these luminous spots may come out through the fluorescent screen appearance, this method intuitive is good, duplicated, may contrast for around, therefore widely uses in system disease's and so on gynecology and obstetrics department, uropoiesis, digestion and cardiovascular diagnoses. M: Used in observing the active contact surface time variation one method. Most is suitable in inspecting heart's active situation, its curve's dynamic change is called the echocardiogram, may use for to observe heart each structure the position, the active state, the structure condition and so on, uses in the accessory heart and the trunk epidemic disease's diagnosis.42 湖南工业大学本科毕业设计(论文)D: Used for to examine the blood flow and the organ activity one ultrasound diagnosis method specially, is also called the Doppler supersonic diagnostic method. May determine that the blood vessel is whether unobstructed, the lumen whether or not narrow, unenlightened as well as the pathological change spot. New generation's D ultrasonic wave can also in the quota determination lumen blood's current capacity. In the last few years the scientist has developed the color coding Doppler system, may under the echocardiogram dissection symbol instruction, by the different color demonstration blood stream direction, the luster depth represent the blood stream the speed of flow. Now also has the three-dimensional ultrasonoscopy, supersonic CT, the supersonic endoscope and so on supersonic technology to emerge unceasingly, and may also with other monitoring device union use, make disease's diagnosis rate of accuracy to enhance greatly. The ultrasonic wave technology medical arena is playing the huge role, along with the science progress, it will be more perfect, will benefit well the humanity.43 湖南工业大学本科毕业设计(论文)附录 4外文译文超声波的产生: 声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其 平衡位置附近进行的往返运动。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态 通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。 超声波是指振动频率大于 20KHz 以上 ,人们将这 的,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000Hz) 种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种 机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同 点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目 前腹部超声成象所用的频率范围在 2~5MHz 之间,常用为 3~3.5MHz(每秒振动 1 次 。 为 1Hz,1MHz=106Hz,即每秒振动 100 万次,可闻波的频率在 16-20000HZ 之间) 超声波的两个主要参数: 超声波的两个主要参数:频率:F≥20KHz;功率密度:p=发射功率(W)/发射面积 (cm2);通常 p≥0.3w/cm2;在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其 原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压 时,其功率密度为 0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但 实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空 化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生 的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。 这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲 击波现象称为“空化现象” 。 超声波的作用: 玻璃零件.玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事, 如果把这些物品放入清洗液中, 再 通入超声波,,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净。 虽然说人类听不出超声波, 但不少动物却有此本领。 它们可以利用超声波“导航”、 追捕食物, 或避开危险物。 大家可能看到过夏天的夜晚有许多蝙蝠在庭院里来回飞翔, 它们为什么在没有光亮的情况下飞翔而不会迷失方向呢?原因就是蝙蝠能发出 2~10 万赫兹的超声波,这好比是一座活动的“雷达站” 。蝙蝠正是利用这种“雷达”判断飞 行前方是昆虫,或是障碍物的。而雷达的质量有几十,几百,几千千克,而在一些重 要性能上的精确度。 抗干扰能力等, 蝙蝠远优与现代无线电定位器.深入研究动物身上 各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备,这是近几十年来发展起 来的一门新学科,叫做仿生学。 我们人类直到第一次世界大战才学会利用超声波,这就是利用“声纳”的原理来 探测水中目标及其状态,如潜艇的位置等。此时人们向水中发出一系列不同频率的超 声波,然后记录与处理反射回声,从回声的特征我们便可以估计出探测物的距离、形 态及其动态改变。医学上最早利用超声波是在 1942 年,奥地利医生杜西克首次用超 声技术扫描脑部结构; 以后到了 60 年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。 如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可缺少的工具。 医学超声波检查的工作原理与声纳有一定的相似性,即将超声波发射到人体内, 当它在体内遇到界面时会发生反射及折射,并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因 为人体各种组织的形态与结构是不相同的, 因此其反射与折射以及吸收超声波的程度 也就不同,医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线,或影象的特征来辨别它们。44 湖南工业大学本科毕业设计(论文)此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变,便可诊断所检查的器官是否有病。 目前,医生们应用的超声诊断方法有不同的形式,可分为 A 型、B 型、M 型及 D 型四大类。 A 型:是以波形来显示组织特征的方法,主要用于测量器官的径线,以判定其大 小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性,如实质性、液体或是气体是否存在等。 B 型:用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时,首先将人体界 面的反射信号转变为强弱不同的光点,这些光点可通过荧光屏显现出来,这种方法直 观性好,重复性强,可供前后对比,所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系 统疾病的诊断。 M 型: 是用于观察活动界面时间变化的一种方法。 最适用于检查心脏的活动情况, 其曲线的动态改变称为超声心动图,可以用来观察心脏各层结构的位置、活动状态、 结构的状况等,多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。 D 型:是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法,又称为多普勒 超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的 D 型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。 近几年来科学家又发展了彩色编码多普 勒系统,可在超声心动图解剖标志的指示下,以不同颜色显示血流的方向,色泽的深 浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声 CT、超声内窥镜等超声技术不断 涌现出来,并且还可以与其他检查仪器结合使用,使疾病的诊断准确率大大提高。超 声波技术正在医学界发挥着巨大的作用,随着科学的进步,它将更加完善,将更好地 造福于人类。45 湖南工业大学本科毕业设计(论文)实习报告从上学期开始, 就不断地在网上、 人才市场找工作, 因为地点一直限于长沙市内, 工作也不好找。投过简历的单位,大部分石沉大海,即使能得到面试机会的也一般限 于销售及培训类,而技术型的是少之又少,因为大部分单位都要求有工作经验的。 说起电子信息工程这个专业,应该也是挺好找工作的,涉及范围广,只是长沙比 较大一点的企业都是重工业,而其它小型的企业似乎不愿意花钱和时间来培养新,所 以一般没经验的应届毕业生很难找到对口的工作。从历经的人才市场和网上招聘来 看,长沙的主打产业要算是销售了。在一个招聘会上至少一半以上是招销售人员,而 其它则是一些小比例的各类招聘。而我自认为本专业的是比较适合我的,所以我想找 专业对口的工作,只可惜我呆在长沙,而且还是女生,似乎更多了一层障碍。当然也 曾有机会找到专业对口的工作,只是待遇又是一个很大的问题,长沙应该也算得上是 一个高消费的地方, 可是我面试的那个地方连我提出的一千元每月包食宿都达不到要 求,真是无奈啊!虽然现在的大学生不值钱,但我是想作为一个大学生,基本的生活 费应该还是没有问题吧。 今年很早就来到了学校,开始了第二次在长沙找工作的旅程,可是虽然是新年伊 始,却没有新气象出现,人才市场还是以前的老样子,只是招聘会较以前更多,可还 是换汤不换药。想在长沙找个合适的工作似乎非常为难。熬到三月半,我还是没有找 到工作,于是我去了广州。因为那边在电子信息这一方面还是比较发达的。可是那边 的工作也没有我想像的那么好找,每天泡在网上搜索招聘信息,不时去人才市场,也 大多是泥牛入海,好不容易有个面试的机会,却听上去是那么地不正规。有些有回应 的却往往因不懂某一样东西而没有了下文。心里那个急啊,真的不知要怎么办才好。 此时我开始反省自己的以前在学校的一切, 甚至开始后悔当初为什么就没想过工 作的事,也不知道自己要朝哪个方向发展并努力,这时真想以前的光阴能倒退,让我 好好珍惜那些学习的机会,并在那时开始为自己的未来做些必要的打算。只可惜这是 不可能的了。很快就要到四月了,工作没有着落,论文

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