【正文】 氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340*t/2。測(cè)距的公式表示為：L=C*T式中L為測(cè)量的距離長(zhǎng)度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測(cè)量距離傳播的時(shí)間差(T為發(fā)射到接收時(shí)間數(shù)值的一半)。一旦有高電平出處，及在模塊中經(jīng)過放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。傳感器輸入端與發(fā)射就接收電路組成超聲波模塊，模塊的輸出輸入端與單片機(jī)相連接，單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連。本系統(tǒng)主要分成兩大部分：一部分是超聲波測(cè)距部分 ，另一部分是溫度傳感部分。系統(tǒng)具體流程主要有以下幾部分：第一部分：系統(tǒng)初始化，配置DS18BLCD、定時(shí)器等；第二部分：?jiǎn)?dòng)定時(shí)器設(shè)定定時(shí)時(shí)間，開中斷，發(fā)送超聲波脈沖，然后判斷是否接收到標(biāo)志位1，若接收到則調(diào)用溫度子、程序補(bǔ)償聲速，若未接收到標(biāo)志位1，則溢出顯示屏顯示為0，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警程序進(jìn)行報(bào)警。（1）具有12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期兩種工作方式供開發(fā)者選擇。（5）具有ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程）功能，并且不需特殊的編程器，通過串口（、）便可直接下載用戶程序，為調(diào)試軟件時(shí)提供了便利。T0和T2的功能與傳統(tǒng)8051完全相同，T2是一個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，由T2CON控制。（11）具有6個(gè)中斷源和4級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。 顯示特點(diǎn)簡(jiǎn)介：（1）液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。字符的顯示用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。、： 1602顯示模塊正面圖 1602顯示模塊背面圖 LCD1602的基本參數(shù)及引腳功能：LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表22所示:表22 1602顯示模塊一腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表22：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。第15腳：背光源正極。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令8：DDRAM地址設(shè)置。與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如表24所示：表24 基本操作時(shí)序表讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無： 讀操作時(shí)序圖 寫操作時(shí)序圖 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。 DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。所謂最小系統(tǒng)，是指一個(gè)單片機(jī)真正能運(yùn)行的最小配置系統(tǒng)。電容器Cl和C2主要作用是輔助振蕩器起振，且其大小對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，典型值30pF；振蕩頻率主要由石英晶振頻率決定。: 復(fù)位電路此外由于STC89C52的P0口為漏極輸出，所以用作輸出時(shí)必須外部加上拉電阻，在設(shè)計(jì)中采用排阻代替分立電阻。在脈沖數(shù)字電路中，因RC與脈寬tw的關(guān)系不同而區(qū)分微分電路和耦合電路。它是一款紅外線檢波接收的專用芯片，有較強(qiáng)的抗干擾性和靈敏度。適當(dāng)改變C4的大小，可改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。1腳：超聲信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作。6腳： 該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。TX 超聲波發(fā)射腳，發(fā)送40KHZ頻率的方波，本腳由單片機(jī)控制，由單片機(jī)發(fā)送40KHZ的方波來發(fā)送超聲波。它獨(dú)有的藍(lán)色背光電路可以在環(huán)境光線較弱的條件下應(yīng)用，顯示清晰，顏色靚麗，價(jià)格便宜的特點(diǎn)，是很好的顯示設(shè)備。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn)（1）、只要求一個(gè)I/O 口即可實(shí)現(xiàn)通信。（5）、數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9 位到12 位選擇。當(dāng)被用在寄生電源下，也可以向器件提供電源；VDD可選擇的VDD 引腳。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。下面對(duì)超聲波測(cè)距器的算法，主程序，超聲波發(fā)射子程序和超聲波接受中斷程序，顯示程序逐一介紹。目前，Keil公司已被ARM公司收購(gòu)，成為ARM公司旗下的產(chǎn)品。超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出的一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接受。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返時(shí)間，即可求得距離。不同溫度下的超聲波聲速表如表41所示：表41 聲速與溫度的關(guān)系溫度3020100102030聲速c(m/s)313319325323338344349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)子程序 、INT0外部中斷服務(wù)程子程序、測(cè)溫子程序、距離計(jì)算子程序、顯示子程序和報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等。系統(tǒng)初始化后就啟動(dòng)定時(shí)器T1從0開始計(jì)數(shù)，此時(shí)程序進(jìn)入等待，當(dāng)達(dá)到65ms時(shí)T1，溢出進(jìn)入T1中斷服務(wù)子程序；在T1中斷子程序中將啟動(dòng)一次新的超聲波發(fā)射，同時(shí)開啟定時(shí)器T0計(jì)時(shí)，為了避免直射波的繞射，需要延遲1ms后再開INT0中斷允許；INT0中斷允許打開后，（INT0）引腳出現(xiàn)低電平則代表收到回波信號(hào)，將提出中斷請(qǐng)求進(jìn)入INT0中斷服務(wù)子程序，在INT0中斷服務(wù)子程序中將停止定時(shí)器T0計(jì)時(shí)，讀取定時(shí)器T0時(shí)間值到相應(yīng)的存儲(chǔ)空間，同時(shí)設(shè)置接受成功標(biāo)志；主程序一旦檢測(cè)到接收成功標(biāo)志，將調(diào)用測(cè)溫子程序，采集超聲波測(cè)距是的環(huán)境溫度，并計(jì)算出準(zhǔn)確的聲速，存儲(chǔ)到RAM存儲(chǔ)單元中；單片機(jī)再調(diào)用測(cè)距計(jì)算子程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出傳感器到目標(biāo)物體之間的距離；此后主程序調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示；若達(dá)到設(shè)定的報(bào)警條件還將啟動(dòng)揚(yáng)聲器報(bào)警；當(dāng)一次發(fā)射、接收、顯示的過程完成后，系統(tǒng)將延遲100ms重新讓T1置初值，再次啟動(dòng)T1以溢出，進(jìn)入下一次測(cè)距。在使用12MHz的晶振時(shí)，由于周期T=1/f=1/[(12x106)/12]=1us,則一個(gè)機(jī)器周期是1us，計(jì)數(shù)器設(shè)置等待超過65ms溢出。本次設(shè)為1ms,假設(shè)溫度為20攝氏度，則被測(cè)量盲區(qū)為s=1*103*344/2=17cm。在一些周期性發(fā)射超聲波設(shè)備中，如果測(cè)量的最大距離是10m，兩次脈沖群之間的最小時(shí)間為t=2*s/v=2*10/344=58ms，通過單片機(jī)產(chǎn)生40KHz脈沖信號(hào)經(jīng)過發(fā)射端驅(qū)動(dòng)電路，使超聲波探頭產(chǎn)生超聲波。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 rest_ds18b20()。 rest_ds18b20()。 temph=r_1byte_ds18b20()。 if(!disp_mode) dis_zhengchang()。 /*檢測(cè)減少鍵*/ if(!DOWN) delay_LCM(20)。 } while(DOWN == 0)。 Set_id(id,1)。 調(diào)試中的問題及解決方案 硬件調(diào)試在焊接好電路后，由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面的不足，導(dǎo)致硬件功能未能如愿，因此需要對(duì)其進(jìn)行更合理的調(diào)試，首先，利用萬能表度對(duì)各器件的焊接進(jìn)行檢查，以防出現(xiàn)虛焊的情況。由于該超聲波測(cè)距模塊對(duì)時(shí)序的要求很高，要求在輸入端產(chǎn)生40kHz的方波。 功能顯示，通過液晶屏顯示測(cè)出的距離為，屬于2cm～250cm正常范圍。注：當(dāng)測(cè)量距離小于預(yù)設(shè)距離時(shí)蜂鳴器報(bào)警。研究表明，聲波的傳播速度與溫度是成正比的，在近地層中，當(dāng)氣溫隨高度增加而降低時(shí)，聲音的傳播速度隨高度增加而減小，聲波的射線就會(huì)向上彎曲（俗稱聲音起飛了)；反之，當(dāng)氣溫隨高度增加而升高，聲波的傳播速度就會(huì)隨高度增加而增加，聲波射線呈向下彎曲狀，給人的聽覺就是‘聲音在下沉’。所以溫度的影響不能忽略不計(jì)。總結(jié)本課題所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有測(cè)量精度比較高、速度快、控制簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。在調(diào)試中也發(fā)現(xiàn)了不少問題，通過調(diào)試從而糾正了設(shè)計(jì)時(shí)的不少錯(cuò)誤。在此特別要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：陳