【正文】 圖54讀寫時(shí)序圖主程序首先對(duì)系統(tǒng)初始化，調(diào)用測(cè)溫子程序進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度的測(cè)量得出現(xiàn)場(chǎng)溫度，流程圖、程序如下：圖55 溫度采集ifndef _ds18b20_H_ define _ds18b20_H_ define uchar unsigned char define uint unsigned int//溫度傳感器定義sbit DQ = P1 ^ 1。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序讀時(shí)序?qū)憰r(shí)序。這樣在轉(zhuǎn)換期間可以允許在單線總線上進(jìn)行其他數(shù)據(jù)傳輸，硬件結(jié)構(gòu)如下圖圖52 溫度采集電路系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括主程序設(shè)計(jì)、T1中斷服務(wù)程序、INT0外部中斷服務(wù)程序、溫度測(cè)量子程序、距離計(jì)算子程序、顯示子程序、延時(shí)子程序等。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中振蕩器溫度特性的非線性，以產(chǎn)生高分辨率的溫度測(cè)量。DS18B20的測(cè)溫原理如圖511，圖中低溫度系數(shù)的晶振的振蕩頻率受溫度很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。 溫度補(bǔ)償及其原理目前，大多數(shù)溫度測(cè)控系統(tǒng)在進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，通常采用模擬式溫度敏感元件，如熱電阻、熱電偶、紅外測(cè)溫儀等，將溫度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大電路放大到合適的范圍，再由A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。為了得到較為精確的測(cè)量結(jié)果，必須對(duì)波速進(jìn)行溫度補(bǔ)償。一般溫度每升高1攝氏度。 // 播放語(yǔ)音片段“米”第五章 溫度補(bǔ)償采用超聲波測(cè)量距離的方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度用以實(shí)現(xiàn)實(shí)際波速數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)，減小溫度對(duì)測(cè)距產(chǎn)生的誤差，最終由數(shù)碼管顯示所測(cè)距離，測(cè)量范圍為7cm~1m,誤差177。 //播放語(yǔ)音片段“3” ISD_SET_PLAY(add1[ge1],0,add2[ge1],0)。//播放語(yǔ)音片段“1” ISD_SET_PLAY(add1[10],0,add2[10],0)。shi1=S%100/10。圖42 定時(shí)中斷服務(wù)子程圖43 外部中斷服務(wù)子程序超聲波測(cè)距主程序利用外中斷1檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（即INT1引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過程。置位總中斷允許位EA并給顯示端口P0和P1清0。 主程序流程圖軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序，如圖4圖4圖43所示。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離?！甋1，S2，S3，S4’相當(dāng)于是每一段的COM端，由于是共陽(yáng)極，只有某一位對(duì)應(yīng)的COM端為‘1’時(shí)，所送的‘段碼’對(duì)該端來說才是有效的。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 ．SPI指令操作碼包括命令字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)和地址字節(jié)，這決定于1700的指令類型 ．當(dāng)命令字及地址數(shù)據(jù)輸入到MOSI管腳時(shí)，同時(shí)狀態(tài)寄存器和當(dāng)前行地址信息從MISO管腳移出。此外，還有一些命令可以訪問APC寄存器，用來設(shè)置芯片模擬輸入的方式。 微機(jī)接口 主控單片機(jī)主要通過四線（SCLK ，MOSI，MISO，/SS ）SPI協(xié)議對(duì)ISD1700 進(jìn)行串行通信。ISD1730 作為從機(jī)，幾乎所有的操作都可以通過這個(gè)SPI協(xié)議來完成。音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價(jià)廉物美 電特性： 兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式 芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源。當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，回波信號(hào)會(huì)非常微弱，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)電平幅值很小，故要經(jīng)過若干級(jí)放大，使輸出功率達(dá)到一定要求，并且為了防止信號(hào)出現(xiàn)較大的失真，接收電路可以保證有4MHz的帶寬。探測(cè)距離及精度：2cm450cm。圖32 單片機(jī)最小系統(tǒng) 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04實(shí)物圖圖33 HCSR04實(shí)物圖所用工作電壓：直流5V電壓。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。52單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容CC3一般采用15~33pF，并且電容離晶振越近越好，作為輸出口時(shí)需加上拉電阻，阻值一般為10k。在 Flash 編程期間A也接收 12 伏 VPP 電壓。A/VPP（31引腳） 訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。否則，ALE 將被微弱拉 高。 在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部 定時(shí)器或時(shí)鐘使用。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功 能無效。 在對(duì) Flash ROM 編程或程序校驗(yàn)時(shí)，P3 還接收一些控制信號(hào)。 P3 端口（～，10～17 引腳） ：P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì) 輸出一個(gè)電流（I） 。 此外， 和 還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（），具體參見下表：在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時(shí),P1接收低 8 位地址。 P1 端口（～，1～8 引腳） ：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。 主要特性如下： 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任 意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 工作電壓：～（5V 單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)） 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～80MHz，實(shí)際工 作頻率可達(dá) 48MHz 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) 片上集成 512 字節(jié) RAM 通用 I/O 口(32 個(gè))復(fù)位后為:P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉,P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鬟x擇普遍且實(shí)用的DS18B20。超聲波發(fā)出到遇到返射物返回的距離如下：L=C x ( t2 t1 )/ 2 超聲波測(cè)距原理框圖超聲波測(cè)距模塊用HCSR04，溫度傳感器使用DS18B20，微處理器使用STC89C52單片機(jī)，顯示部分采用共陽(yáng)數(shù)碼管。再由單機(jī)計(jì)算出距離，送數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果。本測(cè)距系統(tǒng)采用超聲波渡越時(shí)間檢測(cè)法。d、語(yǔ)音模塊技術(shù)：ISD1730A芯片來語(yǔ)音播報(bào)距離。而且單片機(jī)更適用應(yīng)用于小型的嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。溫度對(duì)傳感器的影響也很大，因此，需要用溫度傳感器進(jìn)行校正，目前相位探測(cè)法和聲譜輪廓分析法或二者結(jié)合起來的方法是主要的降低探測(cè)傳輸不確定度的方法。對(duì)本課題的研究與設(shè)計(jì)，還能進(jìn)一步提高自己的電路設(shè)計(jì)水平，深入對(duì)單片機(jī)的理解和應(yīng)用。隨著測(cè)距的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。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(cè)、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、公路限高料位測(cè)量、車輛自動(dòng)導(dǎo)航、物體識(shí)別與定位、車輛安全行駛輔助系統(tǒng)乃至地形地貌探測(cè)等許多領(lǐng)域中。換能器的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。它廣泛應(yīng)用于建筑施工，防盜，倒車，水位測(cè)量以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。電子信息工程系畢業(yè)論文課題：超聲波測(cè)距與顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專題： 溫度補(bǔ)償專題 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘 要超聲波具有指向性強(qiáng)，能量消耗慢，傳播距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以在利用傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距方案中，超聲波測(cè)距是目前應(yīng)用最普遍的一種。發(fā)射模塊發(fā)射超聲波，接受模塊接受回波，單片機(jī)計(jì)算距離，顯示測(cè)量結(jié)果。具有少維護(hù)、不污染、高可靠、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求。展望未來，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求，因此研究超聲波測(cè)距系統(tǒng)有著很大的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)在對(duì)超聲波測(cè)距的精度主要取決于所測(cè)的超聲波傳輸時(shí)間和超聲波在介質(zhì)中的傳輸速度，二者中以傳輸時(shí)間的精度影響較大，所以大部分文獻(xiàn)采用降低傳輸時(shí)間的不確定度來提高測(cè)距精度。應(yīng)用以下三種技術(shù)：a、單片機(jī)技術(shù)：STC89C52系列的單片機(jī)具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成本低廉，可以實(shí)現(xiàn)一般的控制功能的優(yōu)點(diǎn)。c、顯示技術(shù)：數(shù)據(jù)處理，數(shù)碼管顯示測(cè)出與物體之間的距離。相位檢測(cè)法雖然精度高，但檢測(cè)范圍有限，聲波幅值檢測(cè)法易受反射波的影響。超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波發(fā)出到遇到返射物返回的距離如下： 如圖21為測(cè)距原理[4]圖21測(cè)距原理因?yàn)棣?2角度較小,可以忽略不計(jì)，所以L≈S。控制核心部分選擇實(shí)用的STC89C52單片機(jī)即可滿足計(jì)算和控制要求。根據(jù)我們經(jīng)營(yíng) ISD 系列芯片多年的經(jīng)驗(yàn)來看，ISD1700 的音質(zhì)也較14及25系列有明顯的提高ISD1700 系列芯片