多功能无线测量仪的设计与制作

目录
第一章绪论 1
1.1设计目的及意义 1
1.2课题的概述 1
1.3设计的主要内容介绍 1
第二章多功能无线测量工作原理的介绍 2
2.1 AT89C51单片机介绍 2
2.2 多功能无线测量工作原理的介绍 5
2.2.1超声波的应用领域 5
2.2.2 超声波距离传感器简介 6
2.2.3超声波测距的原理 7
2.2.4超声波环境温度检测的原理 8
第三章超声波测距硬件设计 10
3.1超声波测距系统电路总体设计方案 10
3.2 超声波测距系统电路各部分模块的设计 10
3.2.1单片机最小电路的设计 10
3.2.2超声波发射接收电路的设计 11
3.2.3温度模块电路的设计 13
3.2.4显示模块的设计 14
第四章系统软件设计 16
4.1 显示子程序 17
4.2测量计算子程序 17
4.3测量温度子程序 19
第五章多功能无线测量仪的制作 26
5.1产品设计思路 26
5.2 电路原理图 26
5.3元器件的选用 26
5.3.1电阻的选用 26
5.3.2电解电容的选用 27
5.4 多功能无线测量仪的元件清单 27
5.5PCB图的绘制 28
5.6元器件的装焊 29
5.7系统的调式 30
结束语 33
致谢 34
参考文献 35
第三章超声波测距硬件设计
3.1超声波测距系统电路总体设计方案
由单片机AT89C51编程产生40KHz的方波，由P1.3口输出，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到到信号（P1.4口），通过接收电路的检波放大、积分整形及一系列处理，送至单片机。单片机利用声波的传播速速和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离，并由单片机控制显示出来。
该测距装置是由超声波传感器、单片机、发射/接收电路和数码管显示器组成。传感器输入端与发射接收电路相连，接收电路输入端与单片机相连接，单片机的输出端与显示电路输入端相连接。
3.2 超声波测距系统电路各部分模块的设计
3.2.1单片机最小电路的设计
如图3-1所示，单片机最小电路是由晶振电路和复位电路所组成。

图3-1 单片机最小电路
晶振电路：
AT89C51单片机的振荡器输入分别由引脚19（XTAL1）和引脚18（XTAL2）来完成。只要将这两个引脚外接石英晶体和陶瓷电容，就可与CPU内部组成完整的振荡电路。
AT89C51单片机的一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡器周期，因此一个机器周期共有12个振荡周期，如振荡器的频率为12MHz，一个振荡器周期为1/12微秒，而一个机器周期为1微秒。
复位电路：
复位电路产生复位信号，复位信号送入RST后还要送至片内的施密特触发器，由片内复位电路在每个机器周器的S5P2时刻对触发器输出采样信号，然后由内部复位电路产生复位操作所要的信号。一般的复位电路可分为上电自动复位和按键复位，我们在此选用的是按键复位。
上电自动复位原理：RST 引脚是复位信号的输入端，只要高电平的复位信号持续两个机器周期以上的有效时间，就可以使单片机上电复位。上电自动复位是通过电容充电实现的，上电瞬间，RST端电位与VCC相同，随充电电流的减少，RST的电位逐渐下降，直到复位信号无效。按键复位在此不在作过多的介绍，其原理和上电复位是相同的。但其采用的是脉冲复位电路和电平复位电路两种。

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