【正文】 氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即：s=340*t/2。測距的公式表示為：L=C*T式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發(fā)射到接收時間數(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，驅動超聲波發(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相連接，單片機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、定時器等；第二部分：啟動定時器設定定時時間，開中斷，發(fā)送超聲波脈沖，然后判斷是否接收到標志位1，若接收到則調用溫度子、程序補償聲速，若未接收到標志位1，則溢出顯示屏顯示為0，啟動蜂鳴器報警程序進行報警。（1）具有12時鐘/機器周期和6時鐘/機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，為調試軟件時提供了便利。T0和T2的功能與傳統(tǒng)8051完全相同，T2是一個16位的定時/計數(shù)器，由T2CON控制。（11）具有6個中斷源和4級中斷優(yōu)先級。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。 顯示特點簡介：（1）液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。如果根據(jù)驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（Static）、單純矩陣驅動（Simple Matrix）和主動矩陣驅動（Active Matrix）三種。字符的顯示用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示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采用標準的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符號引腳說明編號符號引腳說明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為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第15腳：背光源正極。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令8：DDRAM地址設置。與HD44780相兼容的芯片時序表如表24所示：表24 基本操作時序表讀狀態(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： 讀操作時序圖 寫操作時序圖 1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 DS18B20的外形和內部結構DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。所謂最小系統(tǒng)，是指一個單片機真正能運行的最小配置系統(tǒng)。電容器Cl和C2主要作用是輔助振蕩器起振，且其大小對振蕩頻率有微調作用，典型值30pF；振蕩頻率主要由石英晶振頻率決定。: 復位電路此外由于STC89C52的P0口為漏極輸出，所以用作輸出時必須外部加上拉電阻，在設計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，有較強的抗干擾性和靈敏度。適當改變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，瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。6腳： 該腳與地之間接一個積分電容，標準值為330pF，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。TX 超聲波發(fā)射腳，發(fā)送40KHZ頻率的方波，本腳由單片機控制，由單片機發(fā)送40KHZ的方波來發(fā)送超聲波。它獨有的藍色背光電路可以在環(huán)境光線較弱的條件下應用，顯示清晰，顏色靚麗，價格便宜的特點，是很好的顯示設備。1602采用標準的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為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。DS18B20 產(chǎn)品的特點（1）、只要求一個I/O 口即可實現(xiàn)通信。（5）、數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9 位到12 位選擇。當被用在寄生電源下，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。下面對超聲波測距器的算法，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，成為ARM公司旗下的產(chǎn)品。超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出的一個超聲波信號，當超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接受。聲速確定后，只要測得超聲波往返時間，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 聲速與溫度的關系溫度3020100102030聲速c(m/s)313319325323338344349系統(tǒng)軟件設計采用模塊化設計，主要包括主程序設計、T1中斷服務子程序 、INT0外部中斷服務程子程序、測溫子程序、距離計算子程序、顯示子程序和報警子程序設計等。系統(tǒng)初始化后就啟動定時器T1從0開始計數(shù)，此時程序進入等待，當達到65ms時T1，溢出進入T1中斷服務子程序；在T1中斷子程序中將啟動一次新的超聲波發(fā)射，同時開啟定時器T0計時，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，將提出中斷請求進入INT0中斷服務子程序，在INT0中斷服務子程序中將停止定時器T0計時，讀取定時器T0時間值到相應的存儲空間，同時設置接受成功標志；主程序一旦檢測到接收成功標志，將調用測溫子程序，采集超聲波測距是的環(huán)境溫度，并計算出準確的聲速，存儲到RAM存儲單元中；單片機再調用測距計算子程序進行計算，計算出傳感器到目標物體之間的距離；此后主程序調用顯示子程序進行顯示；若達到設定的報警條件還將啟動揚聲器報警；當一次發(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T1以溢出，進入下一次測距。在使用12MHz的晶振時，由于周期T=1/f=1/[(12x106)/12]=1us,則一個機器周期是1us，計數(shù)器設置等待超過65ms溢出。本次設為1ms,假設溫度為20攝氏度，則被測量盲區(qū)為s=1*103*344/2=17cm。在一些周期性發(fā)射超聲波設備中，如果測量的最大距離是10m，兩次脈沖群之間的最小時間為t=2*s/v=2*10/344=58ms，通過單片機產(chǎn)生40KHz脈沖信號經(jīng)過發(fā)射端驅動電路，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()。 /*檢測減少鍵*/ if(!DOWN) delay_LCM(20)。 } while(DOWN == 0)。 Set_id(id,1)。 調試中的問題及解決方案 硬件調試在焊接好電路后，由于設計經(jīng)驗方面的不足，導致硬件功能未能如愿，因此需要對其進行更合理的調試，首先，利用萬能表度對各器件的焊接進行檢查，以防出現(xiàn)虛焊的情況。由于該超聲波測距模塊對時序的要求很高，要求在輸入端產(chǎn)生40kHz的方波。 功能顯示，通過液晶屏顯示測出的距離為，屬于2cm～250cm正常范圍。注：當測量距離小于預設距離時蜂鳴器報警。研究表明，聲波的傳播速度與溫度是成正比的，在近地層中，當氣溫隨高度增加而降低時，聲音的傳播速度隨高度增加而減小，聲波的射線就會向上彎曲（俗稱聲音起飛了)；反之，當氣溫隨高度增加而升高，聲波的傳播速度就會隨高度增加而增加，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。總結本課題所設計的超聲波測距系統(tǒng)具有測量精度比較高、速度快、控制簡單方便等優(yōu)點。在調試中也發(fā)現(xiàn)了不少問題，通過調試從而糾正了設計時的不少錯誤。在此特別要感謝我的畢業(yè)設計指導老師：陳