【正文】 的關(guān)系。delay(80)。 DQ=datamp。i8。 init_DS18B20() write_byte(0xcc)。 b=4。這個(gè)值被存在單片機(jī)FLASH中。S=(time*c)/100。 disbuff[2]=S%1000%100%10。}P2=positon[posit]?！⊥ㄓ嶋娐纷映绦虺绦蛄鞒讨饕?，初始化編程，約定數(shù)據(jù)格式，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式等?；谶@個(gè)理論，有研究者提出一種包絡(luò)檢測的測距方法，通過包絡(luò)檢測來獲取反射波信號的包絡(luò)曲線，使用過零檢測法檢測到峰值時(shí)間點(diǎn)，以此確定回波到達(dá)的時(shí)刻。５　結(jié)論本設(shè)計(jì)的成敗取決于超聲波一來一回所使用的時(shí)間的測量的準(zhǔn)確度。通過對兩個(gè)比較器設(shè)置不同臨界值的方法，使測距大小分為遠(yuǎn)距離和近距離兩種不同電路進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。但最大的問題是:量程相對較短，不能夠完成4米以外的距離的測量，這在很大程度上制約這該測距系統(tǒng)的發(fā)展。還伴隨著電平的偏移，為了滿足其總線標(biāo)準(zhǔn)，收發(fā)雙方的設(shè)備需要共地。傳播的過程中聲波會和空氣等產(chǎn)生一定的摩擦，由于摩擦生熱的原理，一些聲音的能量會由于摩擦的作用轉(zhuǎn)變成熱能，這就造成了另外一種不可避免的衰減。綜上，該選題是一個(gè)非常有意義，也非常有難度和挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)研究課題，在未來的道路上，我們需要不斷探索，不斷學(xué)習(xí)，不斷研究，才能達(dá)到更大的進(jìn)步。畢設(shè)完成了，大學(xué)就快結(jié)束了，帶著他們對我的幫助，帶著我對他們的謝意，我將步入社會，我也會像他們一樣幫助更多的人。所以，我們很有必要加大力度研究，生產(chǎn)出自己的高精度測距儀器，使我國的測距儀器達(dá)到世界先進(jìn)的水平，不僅僅能滿足本國的技術(shù)需求，更理想的狀態(tài)是走向世界。對于系統(tǒng)的校正,可以用實(shí)際距離和測量距離進(jìn)行對比,即可知道系統(tǒng)測距的準(zhǔn)確度。其傳輸距離在普遍的情況下不超過15米，即使線路質(zhì)量很好，最遠(yuǎn)也就幾十米的距離。但是，本設(shè)計(jì)仍舊存在許多的不足，該系統(tǒng)在量程（3厘米到4米）的范圍之內(nèi)的工作完成的不錯，滿足了超聲波測距系統(tǒng)的基本要求，達(dá)到了本課題的任務(wù)。其次考慮到如何降低盲區(qū)，本設(shè)計(jì)中，超聲波的發(fā)射和接收選用不同的換能器來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行對比則能發(fā)現(xiàn)最大占空比，接著看該占空比的中間點(diǎn)所在的時(shí)間點(diǎn)，該時(shí)間即為峰值到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)。根據(jù)理論和實(shí)際的研究結(jié)果來看，單單靠時(shí)間增益補(bǔ)償電路并不能完美的解決該問題。表43是MAX5161的真值表。0x7f。 //顯示“”}else{ disbuff[0]=S%1000/100。delay(10)。單片機(jī)發(fā)射出40kHz方波的同時(shí)打開定時(shí)器，當(dāng)超聲波接收到回波信號后，立即利用中斷關(guān)閉定時(shí)器，從而獲取到測距所需的時(shí)間值，然后通過計(jì)算的出測量結(jié)果。 a=read_byte()。}return(value)。}}uchar read_byte(void) //DS18B20寫入一個(gè)字節(jié)函數(shù){ uchar i,value。i8。delay(8)。void delay1(uchar x)。bit redflag=0。初始化包括時(shí)鐘的設(shè)置，看門狗電路，各個(gè)輸入/輸出口的功能分配，定時(shí)、中斷的設(shè)置以及其他外圍電路的初始化。單片機(jī)到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳送過程為：單片機(jī)TXD數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出一個(gè)信號，經(jīng)光電耦合器發(fā)送至MAX202芯片的T1I口，MAX芯片將信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可接收的信號再通過T1O口輸出給計(jì)算機(jī)的RS232串口進(jìn)入計(jì)算機(jī)。在通訊系統(tǒng)中，上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）為主機(jī)，下位機(jī)（單片機(jī)）為從機(jī)。通信方式有兩種，第一是并行通信，第二是串行通信，同樣地，這兩種通信方式各有其有點(diǎn)和缺點(diǎn)。另外，它還具有雙向三態(tài)功能，可以同時(shí)輸出和輸入數(shù)據(jù)。這樣做的好處是不會長時(shí)間占用CPU資源，而且更加容易控制，但對硬件的要求會更高。按順時(shí)針方向，這七個(gè)亮段分別稱為a、b、c、d、e、f、g。第二路進(jìn)到時(shí)間增益補(bǔ)償及放大電路中，用來處理遠(yuǎn)距離（50cm4m）的超聲波信號。圖312 時(shí)間增益補(bǔ)償圖　雙比較器整形電路該設(shè)計(jì)有兩個(gè)超聲波探頭，一個(gè)用于接收超聲波信號，另一個(gè)用于發(fā)射超聲波信號，由于超聲波的衍射特性，在測量的距離很近時(shí)，會有一個(gè)盲區(qū)。根據(jù)以上系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)出如下電路。　時(shí)間增益補(bǔ)償（ＴＧＣ）電路超聲波的傳遞一段時(shí)間后的衰減特征，即在空中傳播時(shí)，聲波的強(qiáng)度會根據(jù)傳出的距離的變大而降低，這是由于多種因素造成?！“l(fā)射電路的設(shè)計(jì)超聲波的發(fā)射器利用主要是利用超聲波發(fā)射探頭的壓電晶體振動從而帶動周圍空氣振動來工作。?。茫校漳K電路的設(shè)計(jì)CPU模塊主要用于控制各子電路的工作,電路原理圖如圖36所示：圖36 CPU模塊電路圖P0、（RXD）、（TXD）用于接串口通信電路，（INT0）、 （INT1）用于接雙比較整形電路的2路輸入信號。其頻率特性為圖32所示： (a) 聲壓能級曲線 (b)靈敏度曲線圖32超聲波換能器頻率特性從圖中很容易看出，它的聲壓性能大約在40kHz時(shí)最優(yōu)，靈敏度也同樣。P1口的第二功能如表31所示：表31 AT89C52 第二功能說明表引腳號第二功能T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入）、時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）續(xù)表31：引腳號第二功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)INT0(外中斷0)INT1（外中斷1）T0 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）實(shí)物圖片如圖31所示：圖31 AT89C52芯片實(shí)物圖　超聲波傳感器的選型本設(shè)計(jì)中選用的是型號為T/R4018A的壓電式換能器，具體參數(shù)如表32所示：表32 T/R4018A超聲波換能器相關(guān)參數(shù)型號中心頻率（kHz）發(fā)射聲壓最小電平（dB）接收最小靈敏度(dB)最小寬帶(kHz/dB)電容pF發(fā)射接收T/R4018A40177。此外，單片機(jī)還需要負(fù)責(zé)控制顯示電路，將測量出的距離的結(jié)果通過LED數(shù)碼管直觀的顯示出來。其中一路信號經(jīng)過TGC時(shí)間增益補(bǔ)償電路經(jīng)行增益處理，然后再次放大，通過雙比較器整形電路的A比較器送入單片機(jī)。有一些特殊的材料在接受一定壓力是會在其內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)電場，這就是我們通常所說的壓電效應(yīng)，而能達(dá)到這種效應(yīng)的材料就是作為超聲波傳感器的核心部件。?代表系數(shù)，單位是：奈培/cm。最后，也是最重要的一點(diǎn)，超聲波傳播的方向是直的，這就使得超聲波用于測距有了一個(gè)很好的基礎(chǔ)條件。超聲波的使用范圍也是很廣的，比如：測量，測量又分為速度的測量和距離的測量；各種需要?dú)缂?xì)菌的環(huán)境；超聲波的能量還可用于破碎物體，用于分割等。通過長時(shí)間的研究和發(fā)展，超聲波測距不僅僅是單一的技術(shù)了。還留下諸多相關(guān)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)論，如，超聲波的傳播速度（即聲速）的影響因素有哪些，波的特性在傳播過程中對測距系統(tǒng)的影響分析。德國的貝格曼在他的書《超聲波》中，比較完整的介紹了大量的超聲波的資料。直到第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，期間關(guān)于超聲波的研究漸漸地被人們所看重。紅外線測距雖然造價(jià)便宜，但其不能達(dá)到高精度，且方向性不好。超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案超聲波測距系統(tǒng)作為一種經(jīng)典的非接觸式測量技術(shù)，包含了電子，材料，物理等學(xué)科的知識理論，其應(yīng)用領(lǐng)域也十分的廣泛。而對于微波雷達(dá)測距來說，電路部分的制作成本就非常之高，也只用于專業(yè)領(lǐng)域，如軍事和工業(yè)類。1．2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀首先，從國外來看，最先的研究記錄是18世紀(jì)70年代的科學(xué)家高爾頓所做的氣哨實(shí)驗(yàn)，這是我們?nèi)藗冇惺芬詠淼牡谝淮瓮ㄟ^實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的高頻聲波，后來的30年內(nèi)，超聲波的概念仍舊很少有人知道，再加上那時(shí)的技術(shù)方面的達(dá)不到要求，對超聲波的研究產(chǎn)生了難以逾越的鴻溝。因?yàn)樵谝后w之中實(shí)驗(yàn)會很容易得觀察到波紋。這些論著詳細(xì)的說明了超聲波測距的原理。我國的超聲波測距技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但與發(fā)達(dá)國家相比，在精度方面還是差一大截，我們想要進(jìn)入現(xiàn)代化的建設(shè)中去，就要提高速度和效率，而這些都是建立在高科技水平，高質(zhì)量的儀器之上的，所以我們還需加強(qiáng)研究，使得精度達(dá)到未來的需求，從而為工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。屬于比較容易獲取的聲能中的一種。第三，聲波傳出去以后，距離越大，衰減也就越大。其衰減的規(guī)律可由以下公式表示： （24） （25）其中，P0代表聲音在x=0時(shí)候的聲壓，I0代表聲音在x=0出的聲強(qiáng)。以上分類依據(jù)是基于實(shí)現(xiàn)超聲波的傳感器聲能和電能轉(zhuǎn)換的物理方式。經(jīng)過一級放大的信號分兩路同時(shí)輸送到雙比較器整形電路中去，如圖的A和B即為雙比較器整形電路的兩個(gè)比較器。其次，超聲波還要負(fù)責(zé)控制其他外圍電路，比如，本設(shè)計(jì)中的溫度補(bǔ)償電路采用了一塊收發(fā)溫度信號的芯片，由單片機(jī)控制，將環(huán)境溫度采集后進(jìn)行查溫度與速度表，用于確定當(dāng)前環(huán)境下具體溫度，最終目的是獲取當(dāng)前環(huán)境的聲波的準(zhǔn)確傳播速度，使得測距結(jié)果更加準(zhǔn)確。不同于P0口的是，P1口是一個(gè)內(nèi)部有上拉電阻的雙向輸入/輸出口，緩沖器輸出能驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯電平。接收端隨即收到回來的這部分超聲波，對內(nèi)部的諧振片產(chǎn)生一個(gè)諧振，將接收的聲波轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，接著將轉(zhuǎn)換后的信號輸入到放大電路中，然后輸出最終信號。注：上表中沒有提到的引腳均為空腳，沒有連接。圖38 直流穩(wěn)壓電源工作流程圖通過以上步驟即可以得到系統(tǒng)所需的穩(wěn)定的5伏直流電源，最后在該電源電路中并聯(lián)了一個(gè)二極管，以便于觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)采用的放大電路如圖310所示：圖310回波放大濾波電路原理圖通過選擇合適的基準(zhǔn)參考電壓，該電路能較好的實(shí)現(xiàn)回波電路的放大要求，達(dá)到系統(tǒng)需求，在信號通過該電路后被放大和