【正文】 時器T 1 和T 0 同時開始計時, 當比較器1 翻轉(zhuǎn)時, T 0 停止計時, 此時T 0 所計的時間為t 1, 當較器2 翻轉(zhuǎn)時, T 1 停止計時, 此時T 1 所計時間為t 2, 顯然t 2 t 1, t 是回波前沿所對應的傳播時間, 則 （） ∴ （）用t 計算距離比圖tt2 精確度要高。聲波的頻率越高衰減得越厲害，傳播距離也越短。溫度補償?shù)姆椒ㄓ袃煞N：一種是使用溫度傳感器，實時的測出車外溫度，根據(jù)公式（）來修正聲速；另一種是利用查表法進行溫度補償，常用的溫度與對應的超聲波速度關(guān)系表如表所示： 超聲波速度與溫度關(guān)系表溫度（℃）4030201001020304050聲速（m/s）307313319325332338344349355361(2)聲波的衰減程度受濕度的影響聲波傳播過程中，聲壓的幅度由于媒質(zhì)中聲吸收而衰減，聲強隨頻率增高衰減增加，在給定的頻率時衰減是濕度的函數(shù)。 小結(jié) 本章對超聲波測速系統(tǒng)可能存在的誤差進行了系統(tǒng)性的分析，當然有些誤差是可以通過一些措施進行減小，但這些誤差在測速過程中必然存在無法避免。具體如下： 文章僅針對超聲波測速系統(tǒng)進行理論研究分析，尚未考慮結(jié)合實際硬件進行具體實驗，以驗證最終所設計的電路 設計中采用的電路默認在恒溫下工作，應該增加溫度補償電路以減少測量誤差。IvEigorib．Highly sensitive motion detection with a bined microwaveultrasonic sensor．Sensors and Actuators，1998【10】WU Chia—Ju and Tsai ChingChih．Localization of an autonomous mobile robot based on ultrasonic sensory information[J]．Journal of Intelligent and Robotic Systems：Theory andApplications，2001【11】Aalen，Germany．Sensors for distance Measurement and Their Applications in Automobiles [J]．University for Applied Sciences【12】松井邦彥．傳感器實用電路設計與制作【M】．北京：科學出版社，2005【13】何希才．傳感器及其應用實例[M】．北京：機械工業(yè)出版社，2004【14】余仕成,劉培姣,胡亞聯(lián) 關(guān)于多普勒效應的進一步討論 孝感學院學報 第29卷第六期 2009年11月【15】陳國強，鄧明長 基于多普勒效應的超聲波安防系統(tǒng) 韶關(guān)學院學報float speed1,speed2；void delayms(uint xms){ uint i,j。 dula=0。 dula=0。 dula=0。 dula=0。 dula=0。 dula=0。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 SquareWave=0。 EA=1。 if(Key_Start==0) { flag0=1。 num=0。 else speed1=(340*(num2num1))/(num1+num2)。 c=speed1*100%10。 }void Int0() interrupt 0{ TR0=0。}void Int1() interrupt 2{ flag2++。 a=speed2*100/100。 if(d40) { speed2=340*((d40)/(d+40))。 FangBo()。 if(Key_Stop==0) { flag0=2。 EX1=1。 //定時器0,1為工作方式2，即8位自動重裝 IT0=1。 }void FangBo(){ SquareWave=1。 _nop_ ()。 wela=1。 wela=1。 wela=1。 wela=1。 wela=1。 wela=1。i0。sbit SquareWave=P2^5。致謝本次設計是在導師xxx老師的精心指導和悉心關(guān)懷下完成的。再者對于系統(tǒng)進行誤差分析是為以后的系統(tǒng)開發(fā)養(yǎng)成良好的習慣，無論任何系統(tǒng)必須要包括對誤差的來源分析，只有這樣搭建的系統(tǒng)才是完整的系統(tǒng)。 盲區(qū)在測速時, 傳感器用一段時間發(fā)射一串超聲波來作為測量的載體, 因此只有待發(fā)送結(jié)束后才能啟動接收, 設發(fā)送波束的時間為t , 則在t 時間內(nèi)從物體反射回的信號就無法捕捉。(1)聲速受溫度的影響工程上常用的由氣溫估算聲速的公式如下：C=C0 （）式中C。由前文可知超聲波的傳播速度與介質(zhì)密度和彈性特性有關(guān)[21]。通過對超聲波接收回波的觀察分析, 發(fā)現(xiàn)接收回波經(jīng)包絡檢波后, 其包絡線前沿為按指數(shù)規(guī)律上升的曲線, 大約在第九個波到包絡線的峰頂, 第三個波近似為峰頂?shù)?5%。圖11 測量結(jié)果判斷流程圖N開始初始化調(diào)發(fā)射子程序定時器0開始計時N到Y(jié)定時器0停止計時是否有上升沿是否有回波NY顯示結(jié)束啟動定時器1定時器1停止計時調(diào)發(fā)射子程序是否有回波定時器0停止計時計算速度定時器0開始計時Y圖12 測速系統(tǒng)流程圖 主程序中對于定時器的控制由定時中斷服務子程序以及外部中斷子程序來實現(xiàn)，定時中斷服務子程序以及外部中斷子程序如圖13和圖14所示：定時中斷入口定時器初始化發(fā)射超聲波是否發(fā)射完停止發(fā)射返回外部中斷入口關(guān)外部中斷讀取時間值計算速度結(jié)果輸出開外部中斷返回圖13 定時中斷服務子程序 圖14 外部中斷服務子程序 小結(jié) 本章根據(jù)超聲波測速系統(tǒng)的硬件電路設計，對系統(tǒng)軟件進行了設計，從系統(tǒng)的算法入手，按照測速步驟對超聲波測速系統(tǒng)軟件編程進行了詳細的介紹，畫出了測速系統(tǒng)的主要流程，將軟件和硬件充分結(jié)合，測速系統(tǒng)已初步形成。發(fā)出的的超聲波在碰到運動物體反射回來進入超聲波接收電路后，其中CX20106a在沒有高電平到時，其輸出為高電平，當有信號到時其跳變?yōu)榈碗娖健?第3章 超聲波測速系統(tǒng)軟件的設計 主程序由超聲波超聲波測速用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強程序的可讀性，便于改進和擴充。特別適用于緩沖寄存器，I/O 通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。綜上所述，單片機的引腳特點是：單片機多功能，少引腳，使得引腳復用現(xiàn)象較多?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。然而單片機又不同于單板機，芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果賦予它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微機控制系統(tǒng)。 單片機控制系統(tǒng)設計單片機是一種集成的電路芯塊采用了超大規(guī)模技術(shù)把具有運算能力（如算術(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）,隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），只讀程序存儲器（ROM），輸入輸出電路（I/O口），還包括定時計數(shù)器，串行通信口（SCI），顯示驅(qū)動電路（LCD或LED驅(qū)動電路），脈寬調(diào)制電路(PWM)，模擬多路轉(zhuǎn)換及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單片機上，構(gòu)成一個最小然而很完善的計算機系統(tǒng)。當輸入正弦波信號，則３腳的輸出即為方波如圖7所示：LM555 圖7波形變換圖在經(jīng)過波形變換后進入超聲波檢測電路，超聲波檢測電路由紅外接收專用芯片CX20106a組成，引腳圖如圖8所示：圖8 CX20106a引腳圖各引腳功能如下所示：1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。圖4 LM386引腳圖 超聲波接收模塊設計超聲波信號在空氣中傳播一段距離后碰到運動物體反射回來，接收部分的電路由放大電路、信號變換電路以及超聲信號檢測電路三部分組成組成。圖3中的功率放大利用集成芯片LM386來實現(xiàn)的，這是專為低損耗電源所設計的功率放大器集成電路。空氣中超聲波的衰減系數(shù)與頻率的平方成正比，所以空氣中超聲波的衰減對頻率很敏感，要求合理選擇超聲波的中心頻率。 壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。這樣，就可以結(jié)合上述公式求出運動物體的速度與多普勒頻移之間的關(guān)系，如下：（1）當波源靜止，觀察者運動時 （） （2）當波源運動，觀察者靜止時 （） （3）當兩者相對運動時 （） 其中第（）式的情況在實際情況中不會出現(xiàn)，但是注意到兩者相對運動時的第（）式中出現(xiàn)了波源的運動速度Vs，這時就需要用第（）式先求出波源的運動速度，進而求出物體的運動速度。要利用超聲波進行測速，首先要研究超聲波傳感器的工作原理[11][12][13]。按線性聲學的觀點，對聲波產(chǎn)生的物理過程做如下定性描述：連續(xù)彈性媒質(zhì)可以看作是由許多彼此緊密相連的質(zhì)點組成，當彈性媒質(zhì)中的質(zhì)點受到某種擾動時，此質(zhì)點便產(chǎn)生偏離其平衡位置的運動，這一點運動勢必推動與其相鄰質(zhì)點也丌始運動。利用單片機產(chǎn)生方波信號，通過超聲波換能器轉(zhuǎn)換為超聲波信號利用超聲波發(fā)射探頭發(fā)射出去，利用超聲波接收模塊對回波信號的時間以及頻率進行記錄,通過單片機的運算，進而得出物體的運動速度。他認為聲波頻率在聲源移向觀察者時變高,而在聲源遠離觀察者時變低。隨著軍事和國民經(jīng)濟各部門中超聲波