【正文】 主要受密度影響。 這里的誤差包含兩種 :一種是固定誤差 — 測量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測量環(huán)境和距離的變化而變化 。 硬件電路制作應(yīng)避免出現(xiàn)虛焊或焊接短路的情況，完成并調(diào)試好后，便可將程序文件下載到單片機芯片試運行。 圖 系統(tǒng)仿真原理圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 26 誤差及特性分析 根據(jù)超聲波的特性，距離測量時必須滿足條件： ①被測目標(biāo)必須垂直于超聲波測距儀。 DXP2020 原理圖的繪制 DXP2020 中原理圖繪制比較簡單，具體可參見其幫助，暫不贅述。 與 Protel 99SE 軟件相比， Protel DXP河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 24 功能更加完備、風(fēng)格更加成熟，并且界面更加靈活，尤其在仿真和 PLD 電路設(shè)計方面有了重大改進。圖 是有關(guān)編譯、設(shè)置的工具欄按鈕： 圖 有關(guān)編譯 、 連接 、 項目設(shè)置的工具條 從左到右分別是：編譯、編譯連接、全部重建、停止編譯和對工程進行設(shè)置。設(shè)置完成后按確認(rèn)返回主界面，工程文件建立、設(shè)置完畢。在匯編或編譯完成后將產(chǎn)生（ *.lst）的列表文件，在連接完成后也將產(chǎn)生（ *.m51）的列表文件，該頁用于對列表文件的內(nèi)容和形式進行細致的調(diào)節(jié)，其中比較常用的選項是“ C Compile Listing”下的“ Assamble Code”項，選中該項可以在列 表文件中生成 C 語言源程序所對應(yīng)的匯編代碼。 Name of Executable 用于指定最終生成的目標(biāo)文件的名字，默認(rèn)與工程的名字 相同，這兩項一般不需要更改。 設(shè)置對話框中的 OutPut 頁面，如圖 所示， 對目標(biāo)進行設(shè)置 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 章 軟件調(diào)試及系統(tǒng)仿真 22 圖 對輸出進行控制 這里面也有多個選擇項，其中 Creat Hex file 用于生成可執(zhí)行代碼文件（可以用編程器寫入單片機芯片的 HEX 格式文件，文件的擴展名為 .HEX），默認(rèn)情況下 該項未被選中，如果要寫片做硬件實驗，就必須選中該項，在此特別提醒注意。正確設(shè)置該數(shù)值可使顯示時間與實際所用時間一致，一般將其設(shè)置成與你的硬件所用晶振頻率相同，如果沒必要了解程序執(zhí)行的時間，也可以不設(shè)，這里設(shè)置為 12。雙擊文件名，即打開該源程序。點擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框，如圖 所示： 這個對話框要求選擇目標(biāo) CPU， Keil 支持的 CPU 很多，我們選擇 Atmel 公司的89C51 芯片。 1) 源文件的建立 使用菜單“ FileNew”或者點擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項目窗口的右側(cè)打開一個新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言或 C 語言源程序，然后保存該文件，注意必須加上擴展名（匯編語言源程序一般用 asm 或 a51 為擴展名，而 C 語言源程序一般用 c 為 擴展名），這里假定將文件保存為 。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。 return(dist)。 } } 距離計算子程序 當(dāng)超聲波往返時間測量出來后，用 C 語言根據(jù)公式計算距離來編程是比較簡單的算法。 TH0=0x1f。 TL1=0x00。 t=t/1000000。TH0!=0x00) { b=1。 TH0=0x1f。進入中斷后就立即關(guān)閉計時器T1 停止計時，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1。 程序中對測距距離的計算方法是按 S=17N/1000=N(cm)進行計算的，其中，N為計數(shù)器的值，聲速的值取為 340 m/s。超聲波接收回路中的超聲波信號一共有兩種波信號：第一種波信號為余波信號就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號之后，超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號，實際就是超聲波的發(fā)射信號；另一種 波信號就是有效信號，即經(jīng)過障礙物表面反射回來的超聲波回波信號，也是所需要測量的距離數(shù)值。 復(fù)位電路圖如 所示： 圖 復(fù)位電路 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 章 軟件控制程序的設(shè)計與概述 14 第 6 章 軟件控制程序的設(shè)計與概述 主程序流程 主程序?qū)φ麄€單片機系統(tǒng)進行初始化后，先將超聲波的回波接收標(biāo)志位置位并且使單片機 ，同時將定時器 T0啟動 ，然后調(diào)用距離計算的子程序，再根據(jù)定時器 T0記錄的時間計算出所需要測量的距離，然后再調(diào)用顯示子程序，再將測出的距離以十進制的形式送到 數(shù)碼管 顯示。 LED 是電源指示燈，通電后發(fā)光。動態(tài)掃描時，由 P2 口控制 LED 的當(dāng)前顯示位。 本次設(shè)計為了降低調(diào)試難度，減少成本，提供系統(tǒng)可靠性，所以我們采用了一種用在彩色電視機上面的一種紅外接收檢波芯片 CX20206A，由于紅外遙控的中心頻率在 38KHz，和超聲波的 40KHz 很接近，所以可以用來做接收電路。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。也就是說，若在壓電晶片兩邊加以頻率為 0f 的交流電電壓時，它就會產(chǎn) 生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣的張弛，當(dāng) 0f 落在音頻范圍內(nèi)時便會發(fā)出聲音。它還提供特殊的第二變異功能。在對片內(nèi)程序存儲器（ EPROM 型）進行程序編程和校驗時，用做低 8 位地址總線。 4) 多功能 I/O 端口 P0 口 —— 第 32~39 腳， 8 位漏極開路雙向 I/O 端口。 /VPP/EA ：外部訪問允許。 PROG 為第二功能，當(dāng)對片內(nèi)程序存儲器編程寫入時，此引腳作為編程脈沖輸入端。 PROGALE/ —— 第 30 腳，輸出允許地址鎖存信號。當(dāng)采用外部振蕩信號源泉時，此引腳為外部振蕩信號的輸入端口，與信號源相連接。 VCC—— 第 40 腳，正常運行和編程校驗 +5V 電源。 AT89C52 是一個低功耗高性能單片機，40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 3 個外中斷口， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。它把構(gòu)成一臺計算機的主要功能部、器件，如 CPU（進行運算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲）、 ROM（程序存儲）、輸入 /輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）、中斷系統(tǒng)、定時 /計數(shù)器等集中在一塊芯 CPU（進行運算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲）、 ROM（程序存儲）、輸入/輸出設(shè)備（例如：串行口、并行輸出口等）制功能，所以又稱為微控制器 MCU（ Microcontroller Unit）。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 超聲波測距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖 所示。 根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，可以采用 AT89C52 單片機作為主控制器，它控制發(fā)射觸發(fā)脈沖的開始時間及脈寬，響應(yīng)回波時刻并測量、計數(shù)發(fā)射至往返的時間差。以 8051 為內(nèi)核的單片機系列，其硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件齊全、功能 強等特點。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內(nèi)的 超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。 目前比較普遍的測距的原理：通過發(fā)射具有特征頻率的超聲波對被攝目標(biāo)的探測，通過發(fā) 射出特征頻率的超聲波和反射回接收到特征頻率的超聲波所用的時間，換算出距離，如超聲波液位物位傳感器，超聲波探頭，適合需要非接觸測量場合，超聲波測厚，超聲波汽車測距告警裝置等。因此，需要較高的測量精度時，進行溫度補償是最有效的措施。 M—— 氣體相對分子質(zhì)量，空氣為 103kg/mol。s。測量距離 D 為 ctD 21? （ ） 式中 c—— 超聲波的傳播速度； t21 —— 超聲波發(fā)射到接收所需時間的一半，也就是單程傳播時間。 利用加濕器的原理 ， 把藥液霧化 ， 讓病人吸入 ， 能夠療效 。 理論研究表明 ， 在振幅相同的條件下 ， 一個物體振動的能量與振動頻率成正比 ，超聲波在介質(zhì)中傳播時 ， 介質(zhì)質(zhì)點振動的頻率很高 ， 因而能量很大 。 通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為 1～ 5 兆赫?？茖W(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。 第 5 章從整體硬件設(shè)計出發(fā)，對各部分電路進行了詳細說明。 河南城建學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 緒論 2 論 文框架 論文首先對課題的背景和意義進行闡述，并概述了論文結(jié)構(gòu)。 課題研究的意 義 在現(xiàn)實生活中，一些傳統(tǒng)的距離測量方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷，例如，液面測量就是一個距離測量，傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極，通過給電或脈沖檢測液面，電極長期浸泡在水中或其它液體中，極易被腐蝕、電解，從而失去靈敏性。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的傳感技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。城市污水給人們帶來了困擾，因此箱涵的排污疏通對大城市給排水系統(tǒng)污水處理，人們生活舒適顯得非常重要。 關(guān)鍵詞 ： AT89C52，超聲波， LED 數(shù)碼管，測距 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract II Abstract With the development of society, the demand on the measurement of distance or length is increasing. It is applied widely by ultrasonic to measure distance, such as cars reversing radar， range finder and level measurement and so on. Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption, long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic. In this paper, it introduces a system to measure distance by ultrasonic, which is based on the theory is based on the principles of reflection of ultrasonic spreading in the air. The system uses ultrasonic sensors as a detector, and applies MCU and the time difference of ultrasonic spreading in the air to measure the distance. The system consists of the main controller module, ultrasonic transmitter module, ultrasonic receiver module and display module. The MCU I / O port controls ultrasonic transmitter to send 40 KHz ultrasonic, and the reflecting signal is received by the ultrasonic receiver circuit, and it is amplified, and finally, it starts the interrupter of the MCU calculates the time of launch and return of ultrasonic to get the distance between the ultrasonic generator and the reflective objects. The entire hardware circuit is posed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the pow