【正文】 LCD_1602_RS = 0。 if( !LCD_1602_BUSY ) break。 //得到溫度的整數(shù)部分 if(zhengshu 0x64) //如果小于 100 攝氏度的話的處理 { temperature_value = zhengshu。 TemperatuerResult()。 WriteOneChar(0xbe)。 } //再次讀數(shù)據(jù)，這次讀出的是需要的數(shù)據(jù) void TemperatuerResult(void) { unsigned char i,temp_buff[2],crc_data=0。 for (i=8。 i) { DQ = 0。 return x。 DQ = 1。在從論文的選題，資料的查詢，做出東西來，最后到論文的結(jié)稿都是在老師的幫助下進(jìn)行的。因?yàn)槟悴恢溃氵@個(gè) 100%中那個(gè)些是構(gòu)成 20%的東西。其次是硬件的排列，比如超聲波模塊很難固定，固定了往往是歪的，導(dǎo)致測量距離誤差。在第一張圖中十六進(jìn)制 00 EE 距離數(shù)據(jù)對應(yīng)的是十進(jìn)制的 238。在實(shí)際中也可以直接引出兩個(gè)引腳來下載程序。 圖中三個(gè)數(shù)據(jù)為一組，如 10 00 E2。由于 Protues 能強(qiáng)大功能，所以不需要完整的電路圖，比如，對于溫度的測量的模擬只需有串口和單片機(jī)芯片再有 DS18B20 三個(gè)就足夠，不需要再實(shí)際電路中用到的電阻或者電容。 （ 1）先建立 .C 文件，并選擇所用到的單片機(jī)型號(hào)。)。W39。F39。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送命令需求本設(shè)計(jì)的芯片發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)從串口輸出。所以通過 LCD 可以看到數(shù)據(jù)，如果是通過串口需要十六進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制。 //寫入字符串值 } 顯示程序和 Main 函數(shù)說明 本設(shè)計(jì)開始的開始時(shí)候并沒有考慮到使用 LCD 的情況，物件和程序是后 來添加的，方便管理和現(xiàn)實(shí)使用的是 LCD1602 顯示器，這是一款 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符 的。 //第幾列 LCD_write_instruction(0x80+y)。0x80){flag = 1。 TR0 = 1。 //讀入溫度數(shù)據(jù)高字節(jié) tplsb=temp_buff[0]。 delay_ds18b20(50000)。 （ 5）再次寫入跳過 ROM 的字節(jié)，即 0xcc。在通過串口傳送出去， LCD 是實(shí)時(shí)負(fù)責(zé)顯示的部分。元件焊接完后，應(yīng)該是緊靠在板上的，防止之后意外受力，導(dǎo)致反面焊接處的銅皮翹起斷裂，所以，在焊接兩個(gè)引腳的元件的 22 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 時(shí)候，應(yīng)先焊一邊的管腳，壓緊后再焊另一邊的管腳；焊接多個(gè)引腳的元件的時(shí)候，先對 角焊好，調(diào)整后再焊其他的引腳。 最好的焊接時(shí)間是在做完了電路板之后就立即焊接，防止電路板放置時(shí)間過長被氧化，所以電路板打好孔之后中馬上就進(jìn)行焊接。 （ 2） 錫焊前的預(yù)制工作 先用砂紙或利器將焊件表面的氧化物及污垢處理干凈，使焊件露出金色光澤，然后用預(yù)熱好的烙鐵頭沾上錫，在焊件表面均勻地涂上一層錫，良好的鍍層應(yīng)該均勻發(fā)亮，無顆粒和表面凹凸現(xiàn)象。蝕刻圖如圖 45 所示。曝光圖如圖 43 所示。 圖 42 PCB 圖 18 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 感光法制作電路板 （ 1） 準(zhǔn)備 PCB 圖 : 注意其大小，最在用 Protel 畫圖的時(shí)候?qū)鸥竦拇笮≌{(diào)整。對于資料的整理需要從網(wǎng)絡(luò)或者圖書里得到芯片的每個(gè)引腳的功能，便于連線，對需要用到的零件有一定的認(rèn)識(shí)。 STC12C5A60S2 整個(gè)系統(tǒng)的心臟部分。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。主要取決于制造晶片本身。由于晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此 每個(gè)探頭的性能都是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解清楚該探頭的性能參數(shù)。 STC12C5A60S2芯片外形和 STC12C5A60S2引腳功能圖如圖 34， 35所示。 MAX232 和芯片在本應(yīng)用中的電路圖如圖32， 33 所示。將測量溫度轉(zhuǎn)換為 12位的數(shù)字量最大需要 750ms，而且 DS18B20有 2種供電方式：外部供電方式和寄生電源方式 [4]。他將數(shù)據(jù)線、控制線、地址線合為 1根信號(hào)線，即只需要三根線。 Protel 99se 簡介 Protel 99SE 是應(yīng)用于 Windows9X/20xx/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D 模擬功能，是一個(gè) 32 位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號(hào)層， 16 個(gè)電源 地層和 16 個(gè)機(jī)加工層 [2]。 Keil uVision4 簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相 比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。所以必須注意在測量時(shí)保持距離在 。 下面公式是超聲波傳播速度與空氣溫度的關(guān)系。在使用時(shí)，如果傳播介質(zhì)溫度變化不是很大的情況，則可認(rèn)為 超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。當(dāng)聲的頻率高到超過人耳聽覺的頻率極限 (根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，取整數(shù)為 20xx0 赫茲 )時(shí)，人們就會(huì)覺察不出周圍聲的存在，因而稱這種高頻率的聲為“超”聲。 第五章，電路設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)；在一切就緒以后就必須動(dòng)手做實(shí)物。 水位監(jiān)測系統(tǒng)整體圖如圖 11 所示。 綜上所述，超聲波儀器不需要更多的人去保養(yǎng)，更適合在更加不好的環(huán)境。對超聲波測距的精度主要取決于所測的超聲波傳輸時(shí)間和超聲波在介質(zhì)中的傳輸速度，二者中以傳輸時(shí)間的精度影響較大，所以大部分文獻(xiàn)采用降低傳輸時(shí)間的不確定度來提高測距精度。 因?yàn)槌暡ㄔ跍y距在某些方面有的優(yōu)勢。 本論文聯(lián)系于基于 GSM 網(wǎng)絡(luò)的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信技 術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程水位實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的系統(tǒng)。正是這些小型水庫的監(jiān)測失控造成了近些年的洪澇和干旱的重要原因。對小型水庫的監(jiān)測將在未來變的更加重要。 測距方法發(fā)展與比較 國際超聲波測距發(fā)展 一般認(rèn)為，關(guān)于超聲波的研究最初起始于 1876 年 的氣哨實(shí)驗(yàn)。測量是向著精確度越來越高發(fā)展，在隱性發(fā)面測量的記錄更加快捷。在這個(gè)整體中本設(shè)計(jì)的要求僅僅是把距離和溫度數(shù)據(jù)通過串口傳輸出去。 第二章，超聲波測距原理；具體的說明超聲波的原理，測距所需要注意的環(huán)境等情況，包括測距中需要用到的超聲波的不確定性而引起的誤差， 即溫度補(bǔ)償聲波在空氣中的傳播速度的誤差。錯(cuò)誤來源有程序錯(cuò)誤和硬件拼裝錯(cuò)誤，所以用的是調(diào)試軟件的軟件，硬件的錯(cuò)誤只能靠人工去發(fā)現(xiàn)并解決 。換能器在電脈沖激勵(lì)下可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，向外發(fā)送超聲波；反之，當(dāng)換能器處在接收狀態(tài)時(shí)，它可將聲能轉(zhuǎn)換為電能。這就是超聲波測距儀的基本原理。 表 21 超聲波波速與溫度的關(guān)系表 溫度（℃） 30 20 10 0 10 20 30 100 聲速（ m／ s） 313 319 325 323 338 344 349 386 在通過上邊的公式得到比較真實(shí)的速度以后帶入（ ）中，就得到 H=（ 331． 4 + 0． 607T） *t/2 這里采用的主要元器件是是美國 Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，其具有精度高、智能化、體積小、線路簡單等特點(diǎn)。另外對于超聲波測距的限制也具體說了。 Protues 簡介 Proteus 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，可以仿真 51 系列、 AVR，PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路。所用硬件是選擇這個(gè)電壓的。另外采用 DS18B20能縮短開發(fā)周期，有效地降低成本，簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擴(kuò)展方便、占用系統(tǒng) I/O資源少 [3]。 DS18B20如圖 31所示。左邊 1 到 6 是電容的引腳，為 MAX232 供能和儲(chǔ)能的作用；其中串口中引腳 3 為 TXD，用著發(fā)送數(shù)據(jù)，引腳 4 為接受數(shù)據(jù)的 RXD。小功率超聲探頭多用作探測方面。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。 圖 36 超聲波測距模塊 14 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 如圖所示，這個(gè)模塊有五個(gè)引腳，引腳的功能分別是，電源（ +5V），控制引腳，接收端，空引腳，接地引腳。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。對于溫度的電路部分不需要特意去準(zhǔn)備。 PCB 圖設(shè)計(jì) PCB 電路圖設(shè)計(jì)方法 （ 1）原理圖畫好和將每個(gè)元件的封裝添加好（確保填入的 PCB 封裝與原理圖中元件可對應(yīng)） （ 2）做 ERC 校 驗(yàn) （ 3）生成網(wǎng)絡(luò)表。 （ 3） 裁板 : 因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室里使用的感光板是 15cm 10cm大小的，而我的板子是 。顯影劑配置的好的話，只要幾分鐘就能看到最終效果：除線路和焊盤上一層綠色的感光膜外，其他地方均為 裸露的紅色銅。 （ 8）鉆孔：用電鉆對零件孔或需要鉆孔的地方進(jìn)行鉆孔，選用 的鉆頭。 B 加熱焊接點(diǎn)：將烙鐵邊側(cè)放置于焊件與焊盤形成的直角處，使焊接升溫。正確的方式應(yīng)該是使用手指同時(shí)拿板的邊緣處。在制作的過程中因?yàn)闊o法正確的掌握藥品的用量，所以開始很擔(dān)心，但是后來在做的過程中，認(rèn)為升高溫度應(yīng)該也是可以的，就用了升高溫度，結(jié)果是肯定的。 圖 51 DS18B20 程序流程圖 說明如下。 （ 8）讀入結(jié)果的高八位 [10]。 WriteOneChar(0xbe)。超聲波程序圖如圖 52 所示。0x80) { flag = 1。 //計(jì)算 } 程序說明 LCD1602 程序流程圖如圖 53 所示。 28 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 } } 圖 53 LCD1602 程序流程圖 //功能描述 : 寫入字符到第 x（ 1， 2）行 y（ 0， 15）列 void LCD1602_write_char(unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat ) { unsigned char i = 0。 主函數(shù)主要當(dāng)然責(zé)調(diào)用，另外把輸出和現(xiàn)實(shí)的部分也加入其中了。 串口通信時(shí)，上位機(jī)發(fā)送 F 給下位機(jī)。 LCD1602_write_char(2,12,Temperature/10+0x30)。S39。 //發(fā)送溫度數(shù)據(jù) SendData1(39。是處理數(shù)據(jù)和調(diào)用個(gè)個(gè)器件的核心。 （ 4）將編譯好的正確的程序生成 HEX 文件。 （ 4）模擬，通過串口助手查看結(jié)果。當(dāng)把測試溫度改變?yōu)?15 時(shí)，數(shù)據(jù)改變?yōu)?F0 00，溫度測量正確。 對于電路的測試，主要是查看是否通電，所有硬件運(yùn)行是否正常，不正常的換 34 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 掉，在實(shí)驗(yàn)初期其實(shí) 很難遇到這樣的問題，只要電路圖沒有問題，零件質(zhì)量比較可靠，比較容易一次完成。十六進(jìn)制的 1B 對應(yīng)十進(jìn)制的 27。硬件部分主要是把寫好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。對于做硬件，在做的過程中，不確定性很多，而且遇到的也不知道在什么情況下，但是這種不確定行不是阻礙前進(jìn)的原因，做起來遠(yuǎn)比想象中的容易一些。他們不厭其煩的回答我不明白的地方，和我討論我們需要怎么去做。 //降級(jí)電平 delay_ds18b20(100)。 while(temp == 1) 42 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 { temp = Init_DS18B20()。 // 數(shù)據(jù)寫入 delay_ds18b20(5)。 // 給脈沖信號(hào) dat=1。 //程序說明里已經(jīng)說過，不在多說。i++) { temp_buff[i] = ReadOneChar()。 //把得到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行下列處理 tpmsb = tpmsb4。 } } LCD1602 程序 include 45 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 // 函數(shù)名稱 : void LCD_check_busy(void) // 功能描述 : 檢測 LCD 狀態(tài)，看它是不是還在忙 void LCD_check_busy(void) { while(1) { LCD_1602_EN = 0。 LCD_1602_RS = 0。 LCD_1602_EN = 1。 void LCD1602_write_string(unsigned x,unsigned char y,unsigned char *s) 47 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 { unsigned char i = 0。 //第幾行 y = x+y。 TR0 = 1。 _nop_()。 _nop_()。 } if(TH0amp。} } ConutDistance()。 }