【正文】 ，開關控制的作用（單片機的 I/O口驅動能力有限）。DSl8B20 的電源甚至可以由數據線本身來提供從而不需要再接外部電源。當單片機接收到中斷信號時，說明檢測到了反射回來的超聲波。集成電路 CX20226A是一款常用于紅外線的檢波接收專用芯片，其靈敏度高，抗干擾能力強，由于紅外遙控常用的頻率為 38 kHz和發(fā)射出的超聲波頻率 40 kHz很接近，所以可以使用它來制作超聲波的檢波接收電路。發(fā)射端所需的一串脈沖可以由單片機提供。所以在 ，RST引腳所接收到的電壓是 5V～。51 單片機的內部有用作構成一個振蕩器的高增益反相放大器，它的輸入端和輸出端分別為芯片的 XTAL1引腳和 XTAL2引腳，這兩個引腳接晶振和微調電容，這樣就能夠形成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。這就相當于：一塊芯片就成了一臺計算機。 系統(tǒng)總體設計按照系統(tǒng)所需功能，系統(tǒng)硬件結構可以劃分為五大主要模塊：控制模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、溫度檢測模塊和數據顯示模塊。溫度轉換所需時間為750毫秒。多點能力，簡化了分布式溫度傳感的應用。本設計選用壓電式超聲波傳感器，工作頻率是 40KHz，工作溫度20℃～+70℃，靈敏度在 5米以內。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。簡而言之，AT89S51有操作簡單，體積較小，編譯和調試安裝簡易，成本較低廉等特點，此外考慮到我自己對于單片機的掌握程度，我選擇AT89S51作為系統(tǒng)控制器。首先對系統(tǒng)進行硬件測距測試，然后對系統(tǒng)性能誤差進行討論。論文構成主要由以下部分組成：第 1 章 包括研究背景和意義，并介紹本系統(tǒng)對誤差做出的措施。如果對檢測精度要求很高，則可以通過溫度補償的方法對測量結果加以校正。實際的工作環(huán)境對超聲波的影響很大，如空氣的溫度對超聲波的速度影響，及供電電源的穩(wěn)定也會使測量產生很大的誤差。一般的超聲波測距儀可用于固定物位或液位的測量，適用于建筑物內部、液位高度的測量等。用時間乘以速度就得到了測量距離。本系統(tǒng)采用以AT89s51單片機為核心的低成本、高精度、微型化數字顯示超聲波測距儀的硬件電路。超聲波也遵循一般機械波在彈性介質中的傳播規(guī)律，如在介質的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進入介質后被介質吸收而發(fā)生衰減等。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于實現(xiàn)實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的指標要求，因此為了使移動機器人能夠自動躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的位置信息（距離和方向） 。 以 室 溫 為 例 ， 超 聲 波 在 大 氣 中 的 傳 播 速 度 為 340m/s， 計 時 器 記 錄 的時 間 為 t， 就 可 以 計 算 出 發(fā) 射 端 到 距 障 礙 物 的 距 離 (s)， 即 ： s=340t/2。將后（12）和（13）代入（11）可得： ]cos[21HLartgvt? （14）其中,超聲波速度 v在一定的溫度下為一個常數(例如在溫度 T=30度時,V=349m/s)；當要測量距離 H遠遠大于 L時,則上式變?yōu)? vtH21? （15）所以,只需要測量出超聲波傳播的時間 t,就可以通過公式計算出距離 H. 研究內容及論文結構本文設計的超聲波測距系統(tǒng)通過溫度補償計算出當時聲波速度，能較準確的測量出距離。第 4 章 系統(tǒng)軟件設計。距離測量首先要選擇好適當的傳感器，在選擇好了傳感器后再經由恰當的核心芯片處理即能達到所需精度，下面就對控制器、傳感器、顯示方案選擇做以下論述。晶片的材料有許多種?！　。?）靈敏度。所以通過測量溫度，求出當時的準確聲速能有效的減小誤差。C。LED數碼管實際上是由七個發(fā)光二級管以8字形結構組成的，加上小數點就是8個。 單片機控制電路設計單片機這一詞最初源于“SingleChip Microputer”，簡稱“SCM”。單片機正常工作電壓為 5V，通過 40引腳接電源正極，20 引腳接電源負極來實現(xiàn)供電。上電自動復位就是利用外部的復位電路中的電容充電來實現(xiàn)。這樣，單片機的計時器就記錄了超聲波傳播整個過程的時間。圖中的上拉電阻有兩個作用：一方面能夠增強超聲波換能器的阻尼效果，縮短換能器自由振蕩所需的時間，另一個方面能夠增強反向器74HC04輸出高電平的驅動能力，原理圖如圖 。6 引腳連接積分電容與地相連，電容的大小能夠影響探測距離。如果溫度升高1 ℃, 。畢業(yè)設計1251系列單片機的輸出方式為強下拉/弱上拉，高電平輸出電流很小，所以數碼管會很暗。由于單片機的工作壓是5V，采用 78L05三端穩(wěn)壓電源調整器來穩(wěn)定的輸出 5V電壓，電路如圖 。然后啟動定時器 T1，進行 ，在 T1中斷服務子程序中將會在 P1^0產生 40KHz的矩形波。畢業(yè)設計15開始系統(tǒng)初始化溫度檢測計算聲速啟動 T1，產生 40KHz 矩形脈沖串啟動 T0，開始計時，開放外部中斷回波接收成功，進入外部中斷子程序，得出傳播時間計算距離顯示距離圖 主程序設計流程圖 定時器T1中斷服務子程序設計本設計中 40 kHz方波的產生采用軟件方式實現(xiàn)：控制 的高電平，再輸出 的低電平，這樣得到一個周期為 40 kHz的脈沖，再循環(huán)發(fā)送 5次。void CTC1_INT ( ) interrupt 3// 中斷一次 ,用于發(fā)射脈沖{VOLCK=~VOLCK。time=time120。從應用手冊上能找出相應的時序。 // 550us DQ = 1。 DS18B20在 t0后 1560us間對總線進行采樣，若低電平寫入的位則是 0；若高電平，寫入的位則是 1。nops()。畢業(yè)設計20讀數據程序如下：uint8 read_byte(void){uint16 i, value=0。 //4usDQ = 1。write_byte(0xCC)。 //溫度高 8 位temp = temp_data[1]。距離顯示子程序如下：void display(void) // 顯示 5 位數據 { P0=table[number[4]]。S2=1。S4=1。畢業(yè)設計23200cm以后的數據誤差增大, 這是由于發(fā)射功率不夠大, 接收到的信號很微弱, 引入了一些干擾因素。尤其在障礙物的距離較小的時候這個誤差就會成為距離測量的主要誤差來源。不過，本設計尚可以在以下幾個方面進行改善，從而使得本設計的測距儀功能更加完美：(1) 由于探頭的限制，在高溫高壓等惡性環(huán)境下測量誤差大，根據實際情況更換合適的探頭。 //聲波發(fā)射sbit key=P2^0。 //溫度返回值float V。 define nops()。) i++。S1=0。P0=table[number[2]]。}void Timetojuli(void) // 將測量的時間轉換為距離 {long int s。 // 設CTC1工作于模式2, 定時器 CTC0 工作在方式1 ET0 = 0。 // 550us DQ = 1。 i8。 //66usval = 1。value = 1。return(value)。 // 發(fā)讀命令temp_data[0]=read_byte()。weima[1]=temp%10。S2=1。S1=0。S3=0。delay_ms(1000)。 // 串數 delay(200)。EX0=0。 // 等待脈沖串 發(fā)送完 TR1=0。read_temp()。i500。time=time120。}。TH0=0。}}}}/* 中斷服務程序 */void CTC1_INT ( ) interrupt 3 //T 1 中斷一次 ,用于發(fā)射{畢業(yè)設計34VOLCK=~VOLCK。delay_ms(1000)。 // 啟動定時器0 ，脈沖串發(fā)完后，開始記時 delay(12)。 //12us 初值畢業(yè)設計33TL1=0xf4。 // 開總中斷 ET1=1。i1000。S3=1。S1=1。v=(int)(V+)。 S1=0。 //溫度高8位畢業(yè)設計31temp = temp_data[1]。write_byte(0xCC)。nops()。delay(1)。_nop_()。 // 66us flag = DQ。 // 置外部中斷INT0優(yōu)先級為高 TCON=0。 //單位為微米number[4]=s/10000000。delay(200)。S1=1。for (i=0。 _nop_()。 // 時間 bit CLflag。 //位選畢業(yè)設計27sbit S2 =P2^5。畢業(yè)設計25參考文獻[1] [M].北京:清華大學出版社,2022.[2] [M].北京:國防工業(yè)出版社,2022.[3] （第 3 版）[M].北京:高等教育出版社,2022.[4] （第 5 版）[M].北京:高等教育出版社,2022.[5] （模擬部分）[M].北京:高等教育出版社,2022.[6] （數字部分）[M].北京:高等教育出版社,2022.[7] [M]北京:中國鐵道鐵道出版社,2022.[8] 張毅剛等. MCS51 單片機應用設計[M].哈爾濱：哈工大出版社，2022.[9] [M].北京：化學工業(yè)出版社，2022.[10] [M].北京：北京航空航天大學出版社，2022.[11] Harvey L ,Coles G S V ,Watson J . The development of an environment chamber for the characterization of gas sensors[J ] . Sensors and Actuators ,1989 ,16 :393 405.[12] Nordic VLSI ASA Inc. 2. 4GHz wireless audio st reamern RF24Z1. 2022 11.畢業(yè)設計