基于51单片机的超声波测距仪LED显示电路的设计

电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4个七段共阳数码管组成动态扫描电路 。

超声波发射电路主要由反相器4069和超声波发射换能器FSQ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。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。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。

超声波检测接收电路主要是由集成电路CX20106A组成，它是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电容Cs的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。

在元件及调制方面，由于采用的电路使用了很多集成电路。外围元件不是很多，所以调试不会太难。一般只要电路焊接无误，稍加调试应该会正常工作。电路中除集成电路外，对各电子元件也无特别要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。

我要感谢孔老师，邵老师和陈老师在设计中对我给予的悉心指导和严格要求，同时也感谢本班同学在设计期间所给予我的帮助。在我论文写作期间，各位同学给我提供了种种专业知识上的指导，使我能够这么顺利的完成设计与制作，借此机会，向您们表示由衷的感激。同时还要感谢系实验室在设计期间提供给我们优越的实验条件。

附录一：电气原理图

附录二：程序调试

VOUT EQU P1.0

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0003H

LJMP PINT0

ORG 000BH

LJMP INTT0

ORG 0013H

RETI

ORG 001BH

LJMP INTT1

ORG 0023H

RETI

ORG 002BH

RETI

;***********主程序**************

START: MOV SP,#4FH

MOV R0,#40H

MOV R7,#0BH

CLEARDISP:MOV @R0, #00H

INC R0

DJNZ R7,CLEARDISP

MOV 20H, #00H

MOV TMOD,21H

MOV TH0, #00H

MOV TL0,00H

MOV TH1,0F2H

MOV TL1,0F2H

MOV P0, 0FFH

MOV P1, 0FFH

MOV P2, 0FFH

MOV P3, 0FFH

MOV R4, 04H

SETB PX0

SETB ET0

SETB EA

SETB TR0

START1: LCALL DISPLAY

JNB 00H,START1

CLR EA

LCALL WORK

SETB EA

CLR 00H

SETB TR0

MOV R2,#64H

LOOP: LCALL DISPLAY

DJNZ R2,LOOP

SJMP START1

INTT0: CLR EA

CLR TR0

MOV TH0,#00H

MOV TL0,#00H

SETB ET1

SETB EA

SETB TR0

SETB TR1

OUT : RET

;T1中断，发超声波用：

INTT1 : CPL VOUT

DJNZ R4,RETIOUT

CLR TR1

CLR ET1

MOV R4,#04H

SETB EX0

RETIOUT:RETI

;外中断0，收到回波时进入

PINT0: CLR TR0

CLR TR1

CLR ET1

CLR EA

CLR EX0

MOV 44H,TL0

MOV 45H,TH0

SETB 00H

RETI

;*****显示程序：**********

DISPLAY:MOV R1, #40H;G

MOV R5,#0F7H;G

PLAY: MOV A,R5

MOV P0,#0FFH

MOV P2,A

MOV A,@R1

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

LCALL DL1MS

INC R1

MOV A,R5

JNB ACC.0,ENDOUT;G

RR A

MOV R5,A

AJMP PLAY

ENDOUT: MOV R2,#0FFH

MOV P0,#0FFH

RET

TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,88H,0BFH

; 共阳段码管 "0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","不亮","A","-"

;延时程序:

DL1MS: MOV R6,#14H

DL1: MOV R7,#19H

DL2: DJNZ R7,DL2

DJNZ R6,DL1

RET

;*** ****距离计算程序**********

WORK: PUSH ACC

PUSH PSW

PUSH B

MOV PSW,#18H

MOV R3,45H

MOV R2,44H

MOV R1,00D

MOV R0,17D

LCALL MUL2BY2

MOV R3,#03H

MOV R2,0E8H

LCALL div4BY2

LCALL div4BY2

MOV 40H,R4

MOV A,40H

JNZ JJ0

MOV 40H,#0AH

JJ0: MOV A, R0

MOV R4, A

MOV A, R1

MOV R5, A

MOV R3, 00D

MOV R2, #100D

LCALL div4BY2

MOV 41H,R4

MOV A,41H

JNZ JJ1

MOV A,40H

SUBB A,#0AH

JNZ JJ1

MOV 41H,#0AH

JJ1: MOV A,R0

MOV R4,A

MOV A,R1

MOV R5,A

MOV R3,#00D

MOV R2,10D

LCALL div4BY2

MOV 42H,R4

JNZ JJ2

MOV A,41H

SUBB A,#0AH

JNZ JJ2

MOV 42H,#0AH

JJ2: MOV 43H,R0

POP B

POP PSW

POP ACC

RET

MUL2BY2:CLR A