基于单片机的振动观测仪的设计与制作
基于单片机控制超声波测距仪毕业设计
Keywords:AT89C51;Ultrasonic wave;Measuredistance; circuit
1绪论
1.1课题研究的背景
利用超声波测量已知标准位置与目标物体表面之间距离的方法叫做超声波测距法。
超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。
从技术上看，超声波测距系统在上个世纪70年代已经实用化，从70年代末期开始广泛应用于生产领域。
本课题设计为基于超声波的测距。
1.2.2 课题的研究意义
超声波测距是一种极有潜力的方法，近距范围内超声测距有其不受光线影响、结构简单、成本低等特点。超声测量另一个突出优点是:环境介质可以为空气、液体或固体，适用范围广泛。更重要的是超声波检测降低了劳动强度，避免工人在恶劣工作环境下(高、低温，高、低压，强辐射，有毒气、液体环境等)受到伤害，还大大提高了测量精度，可靠性高;另外，超声波测距还可以应用到其他的功能系统中，例如在机器人避障系统、移动机器人避障的超声测距系统、智能机器人管家和简易智能电动车自动避障系统、车载系统、自动泊车系统、自动刹车系统和倒车雷达系统中，超声波测距也有其重要的应用。
基于单片机的测距仪的设计
摘要本科生毕业论文(设计)题目：基于单片机的测距仪的设计学生姓名：张学武学号： 201211020226专业班级：电信12102班指导教师：蔡剑华曾高秋完成时间： 2015年5月目录摘要：本文设计了以AT89C52单片机为核心控制单元的超声波测距仪，文章概述了超声波检测的发展及基本原理，介绍了超声波传感器的原理及特性。
利用超声波检测往往比较方便、迅速、计算简单、易于做到实时控制。
该系统主要由蜂鸣器模块、超声波发送模块、超声波接收模块、显示模块四个模块构成。
利用超声波传感器对前方物体进行感应，经单片机对超声波传感器发送和接收的 (1)声波信号进行分析和计算处理，最后将处理结果在LCD1602上显示 (1)引言 (2)1概述 (2)1.1研究背景 (2)2设计要求 (3)3设计方案论证 (3)3.3超声波测距原理 (5)4设计总体方案 (5)4.1总体设计思路 (6)4.2显示部分 (6)4.3按键部分 (6)5硬件电路 (7)5.1功能与原理 (7)5.2资源分配 (8)5.3超声波发送电路 (8)5.4超声波接收电路 (8)5.6复位电路 (11)5.7外部时钟 (12)5.8按键电路 (12)5.9报警电路 (12)5.10温度检测电路 (13)5.11显示接口电路 (14)6软件设计 (15)6.1主程序流程图 (15)6.2超声波发送流程图 (16)6.3 LCD显示流程图 (16)6.4温度读取流程图 (17)7系统仿真 (18)7.1仿真电路图 (18)7.2仿真结果输出 (18)8结论与展望 (20)答谢：首先非常感谢指导老师蔡剑华和曾高秋的精心指导和严格要求，让我充分利用所学的理论知识去完成论文的设计，论文的完成让我极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，尤其是单片机领域，这对我今后进一步从事电子行业有着极大的帮助。
另外,此次毕业设计还获得了其他老师和同学的大力支持。
毕业设计（论文）-基于单片机的RLC检测仪
基于单片机的RLC检测仪摘要在应用中，我们常常要用到电阻、电感、电容等最基本的元器件，而对它们的测量就成为了我们经常要做的一件事。
因此，设计一个安全、便捷的RLC检测仪就很有必要了。
硬件方面，以51单片机为核心。
测量电阻和电容，以555芯片为核心，与少量的电阻、电容相连组成振荡电路，再根据电容的充放电过程，使测量电路输出高低电平矩形波。
测量电感，是以mc1648压控振荡器为核心，外接电感、电位器、变容二极管等，组成LC振荡电路，调节变容二极管，使电路发生谐振，输出矩形波。
这样，就把所得的波形送给单片机，通过51单片机的定时/计数功能计算矩形波的频率，再通过公式来算出电阻、电感、电容的参数值，并送显示器显示。
软件方面，通过Keil，用C语言来编程，利用软硬件的结合，制作出一个快速的、方便的、符合实际应用的RLC测量仪。
关键词：51单片机，555电路，1602LCD显示, mc1648压控振荡器ABSTRACTIn applications,we often use the resistance,the capacitance and the inductance etc.The measurement of these components is a thing that we often do.So,it is necessary to design a safe and convenient detector of RLC.In the aspect of hardware,I painting the circuit diagram by Proteus.With 51 SCM as the core and through the oscillating circuit of RC by the 555 timing,we can make themeasurement circuit output a high level rectangle wave by using the process of charging and discharging. With the mc1648 vco as the core,we can form the LC oscillating circuit by the external inductor,potentiometer and transfiguration diode in the measurement of inductance.We can make the circuit produce resonance by adjusting the transfiguration diode.And it can output a high level rectangle. We can calculate the frequency of the rectangle wave through the timing and counting functions of 51 SCM.So we can calculate the parameters of impedance through the formula and show it out through the display.In the aspect of software,I programming by using C language in Keil.With the combination of hardware and software,I will make a quick and actual detector.KEY WORDS: 51 SCM 555 Circuit 1602LCD displays Mc1648 VCO目录1、绪论 (5)1.1本课题的背景、意义及目的 (5)1.2简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题 (5)1.3本课题主要研究方法、需要重点研究的问题及解决思路 (6)2、总体方案设计的说明 (7)2.1总体方案的选择 (7)2.2总体方案的分析 (8)3、硬件设计 (9)3.1单片机控制部分 (9)3.2显示部分 (13)3.3测量部分 (16)3.3.1 555定时器 (16)3.3.2 mc1648压控振荡器 (19)3.3.3测电阻的电路 (20)3.3.4测量电容的电路 (21)3.3.5测量电感的电路 (22)4、软件设计 (25)4.1液晶显示部分 (26)4.2定时/计数部分 (28)5、调试与仿真 (29)6、结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)附录一源程序 (40)1、绪论1.1本课题的背景、意义及目的测量是通过实验的方法获得定量信息的过程。
基于单片机的震动信号检测系统设计
基于单片机的震动信号检测系统设计一、引言震动信号检测系统广泛应用于物体振动安全监测、结构健康监测和工艺过程监测等领域。
本文将介绍一种基于单片机的震动信号检测系统设计方案，包括硬件设计和软件设计。
二、硬件设计硬件设计主要包括传感器模块、信号处理模块和显示模块。
1.传感器模块采用加速度传感器作为震动信号的采集器，通过测量物体的加速度变化来检测震动信号。
加速度传感器将震动信号转换成电信号，然后送到下一级的信号处理模块。
2.信号处理模块信号处理模块主要用来对采集到的电信号进行处理和分析。
首先，通过一个运放电路对电信号进行放大，增加信号的幅值。
然后，通过一个滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声和低频干扰。
最后，对信号进行AD转换，将模拟信号转换成数字信号，并将其送到下一级的单片机。
3.单片机模块单片机模块主要用来对数字信号进行处理和分析。
首先，单片机需要设置一个合适的阈值来判断是否有震动发生。
当数字信号超过设定的阈值时，单片机会触发震动事件，并进行后续处理。
根据需求可以设置震动事件的报警方式，如通过蜂鸣器发出声音或者通过LCD显示屏显示相关信息。
4.显示模块显示模块可以通过LCD显示屏来显示当前的监测结果和相关信息。
通过显示模块，用户可以直观地了解当前的监测状态，以及震动的强度和发生的时间。
三、软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和通信协议设计。
1.单片机程序设计单片机程序设计主要包括设置阈值、触发震动事件、处理震动事件和显示相关信息等功能。
首先，需要设置一个合适的阈值来判断是否触发震动事件。
当触发震动事件后，单片机需要进行相关处理，如记录震动的发生时间和强度，并进行相应的报警操作。
最后，将处理结果通过显示模块显示出来，方便用户查看。
2.通信协议设计通信协议设计是将震动信号检测系统与上位机或其他外部设备进行连接的重要一部分。
通过通信协议，可以实现数据的传输和控制命令的下发。
可以采用串口通信方式，通过串口将数据传输到上位机，并实现数据的实时显示和保存。
51单片机振动报警器电路设计代码
51单片机振动报警器电路设计代码51单片机振动报警器电路设计代码引言：在安防领域，振动报警器被广泛应用于门窗、保险柜等物品的防盗保护。
本文将介绍如何设计一个基于51单片机的振动报警器电路，并给出相应的代码实现。
一、电路设计1. 元件准备：- 51单片机：选择适合的型号，如STC89C52或AT89S52。
- 振动传感器：常用的有震动开关模块或震动传感器模块。
- 蜂鸣器：选用合适的蜂鸣器模块。
- 电源：使用5V直流电源供电。
2. 电路连接：a) 将振动传感器的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚，GND引脚连接到单片机的GND引脚。
b) 将振动传感器的OUT引脚连接到单片机的任意IO口（如P1.0）。
c) 将蜂鸣器模块的正极连接到单片机的另一个IO口（如P1.1），负极接地。
3. 电路原理：振动传感器通过检测外部环境中物体震动的变化来触发报警。
当物体受到震动时，传感器会输出一个高电平信号，单片机通过读取该IO口的状态来判断是否触发报警。
当触发报警时，单片机控制蜂鸣器发出声音。
二、代码实现以下是一个基于C语言的51单片机振动报警器的简单代码实现：```c#include <reg51.h>sbit vibrationSensor = P1^0; // 振动传感器连接到P1.0sbit buzzer = P1^1; // 蜂鸣器连接到P1.1void delay(unsigned int count) {unsigned int i, j;for(i = 0; i < count; i++)for(j = 0; j < 1000; j++);}void main() {vibrationSensor = 1; // 将振动传感器引脚设置为输入模式 buzzer = 0; // 将蜂鸣器引脚设置为输出模式while(1) {if(vibrationSensor == 1) { // 如果检测到振动信号buzzer = 1; // 打开蜂鸣器delay(100); // 延迟一段时间（可根据需要调整） buzzer = 0; // 关闭蜂鸣器}}}```三、代码解析1. 引入头文件：`#include <reg51.h>`，用于引用51单片机的寄存器定义。
振动信号测试仪采集方案设计与实现
ｌ
号
。。 — 。 。。 。 —
图 １系 统信 号采 集 实 现 框 图
Ｒ 一２ 的通 信功能 、实时报 警功 能 、Ｆ ７ Ｓ４ ２ Ｆ 变换 及频 谱分析 和 比较 功能 等 。归纳 如下 ： １ ）测 量 、记录 和存 储各 个 测量点 的振 动加 速 度 原始 信 号 ，通 过 开关 进 行 控制 和 选 择 是否 进 行
洪耀球 ’ 香泉 ’ 云华 ，李 ，唐
ＨＯＮＧ Ｙａｏ ｑｉ ａｎｇ ｑｕ Ｔ — ｕ ，ＬＩ Ｘｉ — ａｎ ， ＡＮＧ Ｙｕｎ ｈｕ — ａ
（． １ 景德镇高等专科学校 数学与信息工程系，景德镇 ３ ３ ０ ：２ 中航工业直升机设计研究所，景德镇 ３ ３ ０ ） ３ ００ ． ３ ０ １
相关工作 。
２ 系统硬 件 电路设计
２ １ 电源 电路 ．
外 部输 入 采 用 ２ Ｖ的 机 载 电 源 ， 选 用 了一 款 ８
航 空 机 载 电源 模 块 ：输 入 范 围为 ２ Ｖ－ ０ ４ ３ Ｖ，输 出 为５ Ｖ，输 出功 率 为９８ 。 由 于 系统 需要 ３３ ．Ｗ ．Ｖ、 ２５ ．Ｖ、１８ ．Ｖ工 作 电压 ，电流 要求 低 于 １ Ａ，所 以采 用 工业级 以上 的芯片ＡＳ １ ｌ—．、ＡＳ １一． Ｍ ７３３ ｌ Ｍ１ ７ １ ｌ ８
根 据 某 直升 机 型 号对 振 动 信 号 采 集及 监 测 的 性 能 需 要 ，测 试仪 需 要 实 时监 测 ｌ 路 信号 ，其 中 ８ １ 路 振动 信 号 ，２ 道 的方 位 角信 号 ，以及具 有 ６ 通
器 动 路 集 ｛ 电
口
建处核 ｆＩ构微理 ＦＡ
０ 引言
根 据 直 升 机 上 旋 转 部 件 较 多 ， 振 动 环 境 复 杂 ，振 动水 平 过 高 可能 导 致 驾驶 员的 判读 困难 和 身 体 疲 劳 ， 以及 相 关 结 构 出现 疲 劳 裂 纹 甚 至 断
基于单片机的地震振动报警装置的设计
操作关系连 接， 系统模块 围绕 员工信息扩展， 全部操作通 过员
（ １ ） 数 据库安全 性。 计算机 办公 自动化 网络系统 中， 数据库 工信息查 询匹配实现。 （ ３ ） 数据库物理设计。 存储结构式数据在 数据库 中的存储形 的安全性是非常关键 的问题 ， 因为数据库 中的资料 涉及到机密
设计分析 ・
３ ． ６ 电源设计
电源 设计 中的Ａ Ｃ ／ Ｄ Ｃ 转 换
４ 结束语
地球 上每天都地震发生 ， 其 中约５ 万次人们可 以感觉到； 可 电路模 块把 交流 电转 化为９ ｖ 能造 成破坏 的约有 １ ０ ０ ０ 次。 地 震持续 的时间短 暂， 大约只有几 直 流 电给 电路 供 电， 考 虑 到 十秒钟 ， 甚 至更短 ， 造成 的危害也是十分 巨大 的。 但是地 震灾
安全 性。
（ １ ） 功能需求。 为企业服务 的办公系统需要 具备很多功 能， 核管理、 员工管理、 通讯管理等。 （ ２ ） 性能需求 。 系统基于 网络， 要求其具有相当的可扩展性 ， 能够 满足用户需要 的业务 要求， 并且能够进行 增加和删 减 ， 同
到判 断。 主程序采用ｃ 语言编写。
（ 上接 第６ 页）
要 坚决隔离 ， 禁 止应 用陌生的恶意软件， 加强 网络 防火墙 的设 ４ ． ３功 能模块 设计 计， 一旦发现 电脑中有不正常的程 序， 必须提前进行安全检查，
泄密或者系统瘫痪的情况 。
（ １ ） Ａ Ｏ Ｄ 技 术的应用。 数据库访 问ｗ ｅ ｂ 技术， 可扩展 并且容易 操作界面上应用， 连接数 据源 之后， Ａ ｓ Ｐ 能够通 过Ａ Ｏ Ｄ 访问和连
基于单片机的超声波测距仪的设计与实现毕业论文
基于单片机的超声波测距仪的设计与实现中文摘要本设计基于单片机AT89C52，利用超声波传感器HC-SR04、LCD显示屏及蜂鸣器等元件共同实现了带温度补偿功能可报警的超声波测距仪。
我们以AT89C52作为主控芯片，通过计算超声波往返时间从而测量与前方障碍物的距离，并在LCD显示。
单片机控制超声波的发射。
然后单片机进行处理运算，把测量距离与设定的报警距离值进行比较判断，当测量距离小于设定值时，AT89C52发出指令控制蜂鸣器报警，并且AT89C52控制各部件刷新各测量值。
在不同温度下，超声波的传播速度是有差别的，所以我们通过DS18B20测温单元进行温度补偿，减小因温度变化引起的测量误差，提高测量精度。
超声波测距仪可以实现4m以内的精确测距，经验证误差小于3mm。
关键词：超声波；测距仪；AT89C52；DS18B20；报警Design and Realization of ultrasonic range finder basedABSTRACTThe design objective is to design and implement microcontroller based ultrasonic range finder. The main use of AT89C52, HC-SR04 ultrasonic sensor alarm system complete ranging production. We AT89C52 as the main chip, by calculating the round-trip time ultrasound to measure the distance to obstacles in front of, and displayed in the LCD. SCM ultrasonic transmitter. Then the microcontroller for processing operation to measure the distance and set alarm values are compared to judge distance, when measured distance is less than the set value, AT89C52 issue commands to control the buzzer alarm, and control each member refreshAT89C52 measured values. Because at different temperatures, ultrasonic wave propagation velocity is a difference, so we DS18B20 temperature measurement by the temperature compensation unit, reducing errors due to temperature changes, and improve measurement accuracy. Good design can achieve precise range ultrasonic distance within 4m, proven error is less than 3mm.Keywords:Ultrasonic；Location；AT89C52;DS18B20;Alarm目录第一章前言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.1.1超声波特性 (1)1.1.2超声波测距 (2)1.2 超声波模块基本介绍 (3)1.2.1 超声波的电器特性 (3)1.2.2 超声波的工作原理 (5)1．3主要研究内容和关键问题 (6)第二章方案总体设计 (7)2.1 超声波测距仪功能 (7)2.2设计要求 (8)2.3系统基本方案 (9)2.3.1方案比较 (9)2.3.2方案汇总 (11)第三章系统硬件设计 (13)3.1 单片机最小系统 (13)3.2 超声波测距模块 (13)3.3 显示模块 (15)3.4温度补偿电路 (15)3.5 蜂鸣报警电路 (16)第四章系统软件设计 (17)4.1 A T89C52程序流程图 (17)4.2 计算距离程序流程图 (19)4.3 报警电路程序流程图 (19)4.4 超声波回波接收程序流程图 (20)第五章系统的调试与测试 (21)5.1 安装 (21)5.2 系统的调试 (21)第六章总结 (23)参考文献 (24)致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
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指 导 教 师 签 名：日期：
2.3系统方案论证. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
2.4方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
海 南 师 范 大 学
本 科 生 毕 业 论 文
题目:基于单片机的振动观测仪设计与制作
姓 名：冯双喜
学 号：200806302204
专 业：电子信息科学与技术
年 级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2008级
系 别：电子信息科学与技术
完成日期：2012年5月
指导教师：邝雄（教授）
本科生毕业论文（设计）独创性声明
本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
2.2
本系统是用STC89C52单片机来控制的模块化的设计，通过传感器模块SC0073采集测得的波形振动数据的模拟量经过ADC0804模数转换将模拟量转换成数字量，将数字量送入单片机，在单片机的控制下通过发光二极管、数码管、电脑同时通过不同的形式显示测得的振动波形。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
2.3
方案一：本系统是利用STC89C52为控制核心的波形振动观测仪，通过采用HKG-07A传感器主要用来检测脉搏跳动引起指尖内微血容积发生的变化，预处理时间长，受温度、湿度的影响导致稳定性差。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
摘 要：传感器测得振动的模拟信号经过模数转换（ADC0804）模块转换成数字信号送入单片机，单片机再将数字信号用数码管显示出来；同时将数字信号通过串口在电脑上显示测得振动的波形，并用发光二极管闪烁显示波形的变化情况。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
关键词：传感器；电脑显示波形；单片机
Design and Manufacture ofvibroscopeBased on SCM
一.设计要求
1.1任务：观测振动的波形，通过振动的波形观测和分析波形的变化趋势和振动强度，同时将数据进行保存，便于以后的分析和对比观测。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
1.2参数：主要包含振动的频率和振幅，振幅主要反映的是波动的强度，频率
主要是反映振动的速率。
二.设计思想
2
本电路分三条显示测得的波形，一是测得的波形用发光二极管的闪烁显示波形的变化，二是测得的波形变化通过数码管显示波形的变化情况，三是将测得的波形通过串口接入电脑上在电脑上显示测得的波形图。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
本系统振动观测仪是一种新型的自动观测振动现象的产生，并用数码管显示振动的幅度。系统总体构成包括SC0073传感器模块、AD转换模块、复位电路、电源电路、显示模块等五大模块。总体框图如图1所示。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
图1 系统总体框图
三.
3
3
STC89C52引脚功能介绍（其引脚图如图2所示）：
Author:FengShuang XiTutor:KuangXiong
(CollegeofPhysicsand Electronic Engineering,HainanNormalUniversity,Haikou571158,China)氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
Abstract:sensors that the vibration of the analog signal after modulus conversion (ADC0804) module converted into digital signals into a single-chip microcomputer, SCM and digital signal with a digital tube will be shown; And at the same time, to digital signal through a serial port on the computer in the vibration of the waveform display, and the flashing light emitting diode shows the change of the waveform.釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
Keywords:sensors; Computer display waveform; Single-chip microcomputer怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
前言
当今社会上，有越来越多振动现象产生，这些振动现象究竟哪些对人是有利的哪些对人是有害的呢！为了研究这些振动现象我用单片机进行了振动观测仪的设计与制作。谚辞調担鈧谄动禪泻類。
四.系统软件设计10
六．谢词. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . .. . . . . .. . .. . . . . . . . . .14识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
基于单片机的振动观测仪的设计与制作
作者：冯双喜指导教师：邝雄
（海南师范大学物理与电子工程学院，海口，571158)
方案二：本系统是利用STC89C52为控制核心的波形振动观测仪，通过采用SC0073动态微压传感器检测振动的幅度，该传感器对具有灵敏度高，抗过载及冲击波能力强，抗干扰性好、操作简便、体积小、重量轻、成本低等特点，广泛应用于医疗、工业控制、交通、安全防卫等领域。所以采用方案二。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
2.4
论文（设计）作者签名：日期：
本科生毕业论文（设计）使用授权声明
海南师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南师范大学可以将本毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业论文（设计）。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。