【正文】 溫程序 void delay_us(uint N){ int i。j0。 DQ = 1。 DQ=1。 } return(receive_data)。 delay_us(2)。 uint value。 TMPL = read_byte()。}void Delay_ms(uchar i){ uchar x,j。 //消影 P0 = ledcode[temp/1000%10]。 //消影 P0 = ledcode[temp/10%10]。 }。 P2 = 0xfb。 }void display(int temp){ P2 = 0xfe。 //實(shí)際溫度四舍五入 value = (uint)result。 write_byte(jump_ROM)。 Delay(1000)。 0x01。 i++) { if(read_bit()) { receive_data = receive_data + (m i)。if(bitval==1) DQ=1。 }uchar read_bit(void){ uchar i。i0。 P0=ledcode[ge]。 P0=ledcode[bai]。 } } if(distance200) { P2=0xf0。led1=1。amp。 Trig=0。 Trig=0。 //由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷 ET0=1。 //取出定時(shí)器的值 outeL =TL0。 for(bt=0。uint time=0。 //DS18B20數(shù)據(jù)端sbit Trig = P1^0。在本次畢設(shè)中，最讓我頭痛的其實(shí)是DS18B20的程序編寫，由于時(shí)序要求，其延時(shí)時(shí)間要求很高，盡管我專研了一個(gè)星期多還是沒(méi)能把它的溫度成功顯示在數(shù)碼管上。在實(shí)際制作中添加了DS18B20溫度補(bǔ)償電路來(lái)減小測(cè)量誤差。2） 硬件設(shè)計(jì)方面，詳細(xì)了解各模塊具體的設(shè)計(jì)方案。而實(shí)際空氣并不完全是干燥的，總會(huì)含有一些水蒸氣，經(jīng)過(guò)對(duì)空氣平均摩爾質(zhì)量和比熱比此γ的修正。 結(jié)果分析通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件及軟件的不斷測(cè)試，系統(tǒng)現(xiàn)已可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)試的距離，并可以根據(jù)溫度對(duì)超聲波的速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而進(jìn)一步提高測(cè)量距離的精確度。 //至成功測(cè)量的標(biāo)志 }： DS18B20訪問(wèn)程序，DS18B20需要嚴(yán)格的時(shí)序協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)1Wire總線通信。： 系統(tǒng)主程序流程圖本系統(tǒng)上電后，首先將系統(tǒng)初始化，DS18B20初始化，然后不斷掃描按鍵K1是否按下，如果K1按下，則開始測(cè)量當(dāng)前環(huán)境溫度，給 ，使HCSR04模塊發(fā)射出8個(gè)40KHZ的超聲波，同時(shí)定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)。單片機(jī)C語(yǔ)言既有匯編語(yǔ)言操作底層硬件的能力，又有高級(jí)語(yǔ)言的許多優(yōu)點(diǎn)。此時(shí)，DS18B20的VDD引腳必須接地。SOP DS18B20 （c）8引腳150milSO DS18B20值就會(huì)加1℃，這時(shí)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置數(shù)也改為由斜率累加器來(lái)提供。●64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接?！窨捎脭?shù)據(jù)線供電，電壓范圍3~。2. 手動(dòng)加上電復(fù)位電路本設(shè)計(jì)就是使用手動(dòng)加上電復(fù)位電路，因?yàn)樵趯?shí)踐應(yīng)用中，使用此復(fù)位電路既可以手動(dòng)復(fù)位又可以上電復(fù)位電路，這樣就可以人工復(fù)位系統(tǒng)，上電復(fù)位電路的部分原理也是利用RC電路的充電效應(yīng)。綜上各優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)射與接收，即使用HCSR04超聲波發(fā)射接收模塊。CX20106A是一塊8腳單列直插式超小型塑封結(jié)構(gòu)的IC，： CX20106A各引腳號(hào)功能管腳號(hào)符號(hào)管腳功能1IN遙控信號(hào)輸入端2C1RC網(wǎng)絡(luò)連接端3C2檢波電容連接端4GND接地端5f0帶通濾波中心頻率設(shè)置端6C3積分電容連接端7OUT遙控指令信號(hào)輸出端8VCC供電電源端CX20106A的第5管腳的電阻決定接受的中心頻率，200K的電阻決定了接收的中心頻率為40KHZ，使用CX20106A存在一些優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易用，電路簡(jiǎn)單，減少了生產(chǎn)調(diào)制的麻煩。一些傳感器具有較窄的6186。若要帶電連接，則先讓模塊的GND端先接地。 HCSR04實(shí)物圖 數(shù)碼管顯示模塊，HCSR04模塊有四個(gè)管腳，其中VCC接5V電源，GND接地線，TRIG觸發(fā)控制信號(hào)輸入，ECHO回響信號(hào)輸出，： HCSR04電氣參數(shù)電氣參數(shù)HCSR04超聲波模塊工作電壓DC 5V工作電流15mA工作頻率40KHZ最遠(yuǎn)射程4m最近射程2cm測(cè)量角度15度輸入觸發(fā)信號(hào)10181。顯示電路是通過(guò)單片機(jī)控制，將距離的百位、十位、個(gè)位的十六進(jìn)制數(shù)送至P0口，經(jīng)過(guò)上拉電阻送到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)輸入端，~。 P3端口的第二功能I/O端口第二功能名稱功能介紹RXD串行通信數(shù)據(jù)接收端口TXD串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送端口外部中斷0請(qǐng)求端口外部中斷1請(qǐng)求端口T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部事件計(jì)數(shù)輸入端T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部事件計(jì)數(shù)輸入端外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元寫選通信號(hào)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀選通信號(hào) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)組成部分系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要有STC89C51控制模塊，顯示模塊，超聲波發(fā)射接收模塊以及聲光報(bào)警模塊組成。P1口是內(nèi)部具有上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。（4）/VPP（Pin31）為訪問(wèn)外部或內(nèi)部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)，在進(jìn)行Flash編程時(shí)，提供Flash編程電壓VPP。f的電容，RST再經(jīng)一個(gè)10KΩ的下拉電阻接地，就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并綜合考慮各種因素，本文章選擇STC89C51單片機(jī)做為主控制模塊，它控制40KHZ脈沖的觸發(fā)和超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差，并顯示障礙物到傳感器的距離；用DS18B20進(jìn)行溫度補(bǔ)償，校正超聲波在不同溫度下的傳播速度；用發(fā)光二極管和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示電路；用HCSR04超聲波模塊實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)射與接收。主要闡述系統(tǒng)功能、性能測(cè)試和結(jié)果分析以及解決方案等。超聲波測(cè)距主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，例如：井深、液位、管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合。在機(jī)械制造，電子冶金，航海，航空，石油化工，交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域也有廣泛地應(yīng)用。國(guó)內(nèi)在超聲治療領(lǐng)域起步比歐美晚，到20世紀(jì)50年代初才只有少數(shù)醫(yī)院開展超聲治療的工作，從1950年北京首先開始用800KHZ頻率的超聲治療機(jī)治療多種疾病，到50年代開始逐漸推廣，并有了國(guó)產(chǎn)儀器。 補(bǔ)償后聲速與溫度的關(guān)系[2]溫度/℃3020100102030100聲速/（m/s）313319325331337343349381超聲波的特點(diǎn)：①超聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同；②超聲波通過(guò)兩種或兩種以上的介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射和折射的現(xiàn)象；③超聲波在空氣中的傳播有較大的衰減，尤其是頻率較大時(shí)衰減更大，因此在空氣中傳播時(shí)采用頻率較低的超聲波，一般采用頻率為幾十千赫茲的超聲波，典型應(yīng)用頻率為40KHZ；④超聲波的頻率比音頻高，所以超聲波不易被環(huán)境中的噪音所干擾。在戶外使用傳感器的設(shè)備中，如果要求精度較高，則需要超聲波技術(shù)有良好的抑制噪音的能力，能區(qū)別噪音和反射信號(hào)。 課題的研究背景超聲波是頻率高于20KHZ的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，容易獲得較集中的聲能，在水中傳播的距離遠(yuǎn)，因而超聲波常用于距離測(cè)量，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)作品基本滿足設(shè)計(jì)的要求，有一定的推廣性，同時(shí)針對(duì)不足，如測(cè)量距離過(guò)小等，文章在最后提出了一些改進(jìn)性能的可行性方案。 47 頁(yè) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告 第 摘 要機(jī)器人通過(guò)其感知系統(tǒng)覺察前方障礙物距離和周圍環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)繞障、自動(dòng)尋線、測(cè)距等功能。目前，超聲波清洗技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)等在醫(yī)學(xué)、軍事上占據(jù)著重要地位，因此研究超聲波技術(shù)具有一定的研究意義。本章主要介紹超聲波測(cè)距的研究背景、超聲波技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、研究目的和意義以及本章的研究?jī)?nèi)容，最后在本章末尾還介紹了本論文的章節(jié)安排。超聲波是指頻率高于20kHz的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。，校正后的速度最大誤差不超過(guò)5%。在1956年第二屆國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上已有許多關(guān)于超聲波的論文發(fā)表，超聲治療進(jìn)入實(shí)用成熟階段。目前對(duì)于超聲波精確測(cè)距的需求也越來(lái)越大，例如油庫(kù)和水箱液面的精確測(cè)量和控制，物體內(nèi)氣孔大小的檢測(cè)和機(jī)械內(nèi)部損傷的檢測(cè)等。除此之外，超聲波金屬焊接的應(yīng)用、超聲波美容換能器的應(yīng)用、雷達(dá)等，都體現(xiàn)了超聲波對(duì)各行業(yè)起著重要的作用。主要闡述系統(tǒng)軟件編程及實(shí)施方案；第五章：系統(tǒng)測(cè)試。單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償校正超聲波此時(shí)環(huán)境溫度下的速度，由路程與速度和時(shí)間的關(guān)系計(jì)算出傳感器與障礙物之間的距離。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。可在RST和VCC之間接一個(gè)10181。CPU在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期中，信號(hào)兩次有效。（2） ~（Pin1~Pin8）P1口是8位準(zhǔn)雙向的并行I/O端口，當(dāng)需要某位先輸入的時(shí)候，應(yīng)該在輸入操作前，加一條輸出1的指令，然后再輸入才正確。當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展外部器件時(shí)，P3口可以作為第二功能使用。 數(shù)碼管顯示模塊數(shù)碼管顯示電路由一個(gè)四位一體的共陽(yáng)數(shù)碼管、上拉電阻、PNP做開關(guān)組成。測(cè)試距離=（聲速（340m/s）*高電平時(shí)間）/2。同時(shí)，此模塊不宜帶電連接，否則會(huì)影響模塊的正常工作。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小，檢測(cè)距離越大，如具有毫米級(jí)波長(zhǎng)的緊湊型傳感器的檢測(cè)范圍為300~500mm，波長(zhǎng)大于5mm的傳感器檢測(cè)范圍可達(dá)到8m。1. 74LS04推挽式超聲波發(fā)射電路74LS04是6非門(反相器)他的工作電壓+5V，他的內(nèi)部含有6個(gè)s反相器，74LS04的作用就是反相把1變成0。（），當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)外部中斷0開始中斷，停止定時(shí)器計(jì)時(shí)，算出超聲波發(fā)射到接收信號(hào)的時(shí)間，算出換能器到障礙物之間的距離。S以上的高電平即可發(fā)射出頻率為40KHZ的超聲波，調(diào)試簡(jiǎn)單；而用方案二制成的超聲波發(fā)射接收模塊編程則相對(duì)復(fù)雜，而且發(fā)射出的超聲波頻率不夠穩(wěn)定，與程序和硬件皆有關(guān)系，調(diào)試時(shí)相對(duì)麻煩。當(dāng)系統(tǒng)上電后，復(fù)位電路給RST引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)隨電容的充電而逐漸降低，高電平持續(xù)時(shí)間和RC電路的充放電時(shí)間有關(guān)。 上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位原理圖1. DS18B20的工作性能如下:●1Wire數(shù)據(jù)通信。●內(nèi)置E2PROM，限溫報(bào)警功能。然后，計(jì)數(shù)器1從預(yù)置數(shù)開始減計(jì)數(shù)直至減至0時(shí)，溫度寄存器的溫度 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20測(cè)溫電路方框圖 （a） (b) (c) （a）三引腳T0