【正文】 濾波，消除和過(guò)濾了因傳播而造成的噪聲和其他各種多余的信號(hào)干擾，使得信噪比達(dá)到最大，保證了測(cè)距結(jié)果的準(zhǔn)確性。除此之外，還能提高系統(tǒng)的精確度。時(shí)間增益補(bǔ)償電路效果如圖312所示：（c）補(bǔ)償后的回波曲線(xiàn)具體電路如313所示：圖313 雙比較器整形電路原理圖總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)發(fā)射回的超聲信號(hào)首先通過(guò)NE5532進(jìn)行首次放大，其中一路信號(hào)進(jìn)入近距離比較器，經(jīng)電路處理后進(jìn)入單片機(jī)，這部分電路用來(lái)處理近距離（3cm50cm）的超聲波信號(hào)。七個(gè)亮段實(shí)際上就是7個(gè)條形的發(fā)光二極管。字形碼被送入數(shù)碼管后，可一直保持不變，直到下個(gè)字形碼替代原先的字形碼。該芯片為8路同相三態(tài)雙向總線(xiàn)收發(fā)器，數(shù)據(jù)可以從A端傳到B端，也可以從B端傳到A端。利用計(jì)算機(jī)來(lái)控制和管理單片機(jī)，由計(jì)算機(jī)和單片機(jī)組成的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更多拓展功能，所以我們很有必要設(shè)計(jì)單片機(jī)和計(jì)算機(jī)的通訊電路。該標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械特性為：RS232C接口共有25個(gè)針連接器，另外還有具體尺寸規(guī)定，這25個(gè)插針的位置如下圖321所示，功能如下表35所示：圖321 RS232接口示意圖相關(guān)插針的功能如下表35所示：表35 RS232插針功能圖插針序號(hào)信號(hào)名稱(chēng)功能信號(hào)方向1PGND保護(hù)接地2（3）TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（串行輸出）DTE到DCE3（2）RXD接收數(shù)據(jù)（串行輸入）DTE到DCE續(xù)表35插針序號(hào)信號(hào)名稱(chēng)功能信號(hào)方向4（7）RTS請(qǐng)求發(fā)送DTE到DCE5（8）CTS允許發(fā)送DTE到DCE6（6）DSRDCE就緒（數(shù)據(jù)建立就緒）DTE到DCE7（5）SGND信號(hào)接地8（1）DCD載波檢測(cè)DTE到DCE20（4）DTRDTE就緒（數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒）DTE到DCE22（9）RI振鈴指示DTE到DCE注：表中括號(hào)內(nèi)的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的是九針?lè)菢?biāo)準(zhǔn)型接口從硬件條件來(lái)看，該設(shè)計(jì)的主控芯片為AT89C52，該芯片的通訊電路可以用到RS232標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行串口通信。主要電路圖如圖322所示：圖322通訊電路原理圖,即RXD和TXD,分別為串行數(shù)據(jù)接收端和串行數(shù)據(jù)發(fā)送端。　初始化子程序系統(tǒng)工作時(shí)，軟件部分首先要進(jìn)行初始化。bit flag =0。void delay_50us(uint t)。DQ=1。}void write_byte(uchar dat) //DS18B20讀取一個(gè)字節(jié)函數(shù){ for(i=0。delay(4)。 delay(4)。 write_byte(0xbe)。超聲波一來(lái)一回的時(shí)間的確定是整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗之處。temp=readtemptaure()。 //顯示“” disbuff[2]=10。該8位共陽(yáng)極數(shù)碼管的編碼如表42所示：表42 共陽(yáng)極數(shù)碼管的編碼顯示字符dpgfedcba編碼（dpa）0110000000xc01111110010xf92101001000xa4續(xù)表42：3101100000xb04100110010x995100100100x926100000100x827111110000xf88100000000x809100100000x90void Display(void) //掃描數(shù)碼管{ if(posit==0) { P1=(discoed[disbuff[posit]])amp。在V/D是低電平的時(shí)候V/D的下降沿將減小阻值，在V/D是高電平的時(shí)候V/D的下降沿將增大阻值。本設(shè)計(jì)增加了時(shí)間增益補(bǔ)償電路，對(duì)反射波的幅值做出了相應(yīng)的補(bǔ)償，使反射波在傳播過(guò)程中下降的幅值得到補(bǔ)償，使最后收到的回波信號(hào)幅值趨于穩(wěn)定。反射波經(jīng)過(guò)LMV331比較器之后，變?yōu)?0KHz的方波。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，分模塊進(jìn)行，最后將各個(gè)子電路整合起來(lái)，并且留有足夠的功能拓展空間，為后續(xù)開(kāi)發(fā)做好準(zhǔn)備。另外，本設(shè)計(jì)還使用軟件算法來(lái)確定反射波的峰值，使得硬件電路得到最大的化簡(jiǎn)。采用RS232C接口存在一些缺點(diǎn)，包括：信號(hào)傳遞距離有限且傳遞的效率不高，RS232總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)受電容允許值的限制。如今的理論水平能夠證明溫度、氣體的密度和比熱容對(duì)聲速都有影響，但是具體的影響程度還很難精確計(jì)算出來(lái)，未來(lái)應(yīng)該多朝著這方面去努力。過(guò)去在設(shè)備這方面，由于設(shè)備的落后，對(duì)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展起到很大的制約作用。最后還要感謝華北科技學(xué)院給我提供一個(gè)好的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝電子信息工程學(xué)院的任課老師和輔導(dǎo)員們，他們教會(huì)我許多許多有用的知識(shí)，使我成為了一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。參考文獻(xiàn)[1] :航空航天大學(xué)出版社，2014[2] :電子工業(yè)出版社，2005[3] 陳海宴，呂江濤，李瑞. 凌陽(yáng)16位單片機(jī)經(jīng)典實(shí)踐:大學(xué)生項(xiàng)目創(chuàng)新實(shí)踐. 北京:航空航天大學(xué)出版社，2011[4] 楊欣. 實(shí)例解讀電子元器件與電路設(shè)計(jì). 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夏彬彬，任明全，:電子工業(yè)出版社，2009[15]附錄　基于單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理圖致謝最后我要向我的指導(dǎo)老師杜麗娟老師表示誠(chéng)摯的謝意，感謝老師在畢設(shè)期間給我的幫助。這個(gè)衰減的影響因素有許多，如：熱傳導(dǎo)系數(shù)影響、定壓比熱影響、傳播介質(zhì)密度的影響、超聲波頻率的影響、動(dòng)力粘滯系數(shù)的影響、定容比熱的影響、超聲波傳播速度影響等。所以當(dāng)通信距離很遠(yuǎn)的時(shí)候，由于收發(fā)雙方的地電位有很大的不同，所以它的信號(hào)地上會(huì)出現(xiàn)較大的地電流同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)壓降。所以我認(rèn)為，首先，可以從改進(jìn)超聲波傳感器的方面來(lái)考慮，從超聲波傳感器的選擇來(lái)多加考慮。最后，為了精確度的進(jìn)一步提高，本設(shè)計(jì)選用的微處理器是AT89C52單片機(jī)，開(kāi)始測(cè)距時(shí)，發(fā)射方波同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器，減小了因?yàn)榘l(fā)射和計(jì)時(shí)不同步造成的測(cè)量誤差，使系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果更為接近真實(shí)值。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)一系列的理論研究和系統(tǒng)分析可以得出一些對(duì)于改進(jìn)系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)精確度的方法。普通的峰值檢測(cè)大部分都通過(guò)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些電路在硬件方面設(shè)計(jì)不簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)起來(lái)較為繁瑣。流程圖如圖43所示：圖43串口通信流程圖　時(shí)間峰值檢測(cè)在本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，因?yàn)槌暡ň哂兴p的特點(diǎn)，同時(shí)超聲波換能器的壓電陶瓷會(huì)在能量轉(zhuǎn)換的時(shí)候產(chǎn)生一定的慣性滯后，使得收到的超聲波的波信號(hào)發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致反射波最終反射回單片機(jī)的那一刻具有一定誤差。if(++posit=3)posit=0。}Display()。if((S200)||flag==1) { dalay(200)。在發(fā)射完超聲波等待接收的過(guò)程中，根據(jù)時(shí)間不斷改變MAX5161的阻值。 b+=(aamp。 write_byte(0x44)。i++) { DQ=0。0x01。DQ=1。本設(shè)計(jì)在程序部分用的方式是查表法，預(yù)先將不同溫度下對(duì)應(yīng)的聲速通過(guò)公式（26）計(jì)算出來(lái)，并做成聲速/數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表。unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0}。uchar temp。４　軟件設(shè)計(jì)　主程序在本設(shè)計(jì)中，AT89C52單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，需要通過(guò)它來(lái)控制各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行，主程序流程圖如圖41所示：圖41 主程序流程圖主程序的基本流程是：首先對(duì)單片機(jī)的時(shí)鐘和外圍電路進(jìn)行初始化，接著，使用溫度補(bǔ)償電路來(lái)測(cè)量實(shí)際溫度，并且代入溫度計(jì)算公式中計(jì)算出該溫度條件下的超聲波傳播的速度值。通信距離在二十米以?xún)?nèi)。缺點(diǎn)是因?yàn)閭鬏斁€(xiàn)非常多，如果需要長(zhǎng)距離傳送的話(huà)會(huì)用到許多路線(xiàn)，造成高額的成本，且給收發(fā)兩方的設(shè)備都帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)，并行通信如圖319所示： 圖319并行通信示意圖串行通信和并行通信不同的是，傳輸線(xiàn)只有一條，所有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)逐位的向目標(biāo)設(shè)備輸送。DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸，即芯片為接收的作用。自然，動(dòng)態(tài)顯示的亮度不如靜態(tài)顯示那么亮，其限流電阻的阻值比靜態(tài)顯示電路的值要小一點(diǎn)。顧名思義，所謂共陽(yáng)極七段數(shù)碼管意思就是將所有發(fā)光二極管的額陽(yáng)極連在一體，而共陰極七段數(shù)碼管的意思就是將所有發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，由于單片機(jī)的輸出口不能夠提供足夠的電壓使二極管發(fā)光，所以在本設(shè)計(jì)中采用了共陽(yáng)極的數(shù)碼管，將所用到的4個(gè)七段數(shù)碼管的陽(yáng)極并接到一起。，只有三個(gè)外接引腳,分別為GND、DQ、VDD。這是一中無(wú)法避免的誤差源，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)雙比較器整形電路，用于比較兩段不同遠(yuǎn)近的回波信號(hào)。該數(shù)字電位器包含三線(xiàn)串行口實(shí)現(xiàn)阻值的調(diào)節(jié)，阻值為50K。因此，我們?nèi)绻岣邷y(cè)量的精度，就需要對(duì)這部分產(chǎn)生衰減的信號(hào)作增益補(bǔ)償處理。超聲波的發(fā)射電路設(shè)計(jì)如圖39所示：圖39 超聲波發(fā)射電路原理圖　接收電路的設(shè)計(jì)接收電路主要由三部