【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 WriteDataLCM(tempe1/100+0x30)。 WriteCommandLCM(0x8b,1)。 WriteDataLCM(tempe1/10tempe1/100*10+0x30)。 WriteCommandLCM(0x8c,1)。 WriteDataLCM(39。.39。)。 WriteCommandLCM(0x8d,1)。 WriteDataLCM(tempe1(tempe1/100)*100(tempe1/10tempe1/100*10)*10+0x30)。 WriteCommandLCM(0x8e,1)。 WriteDataLCM(39。C39。)。 //delayms(60)。 delayms(6)。 RX=1。 StartModule()。 for(valA=7510。valA0。valA) { if(RX==1) { Timer_Count()。 } } }} 超聲波發(fā)射子程序設(shè)計(jì)由于使用超聲波發(fā)射模塊，只需要提供一個(gè) 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個(gè) 40kHz 周期電平并檢測(cè)回波。其程序如下。 void StartModule() //啟動(dòng)模塊 { TX=1。 //啟動(dòng)一次模塊 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 TX=0。 } 超聲波接收中斷程序設(shè)計(jì)。 超聲波接收中斷程序流程圖其程序如下。 void zd0() interrupt 1 //T0中斷用來計(jì)數(shù)器溢出,超過測(cè)距范圍 { flag=1。 //中斷溢出標(biāo)志 RX=0。 }void Timer_Count(void){ TR0=1。 //開啟計(jì)數(shù) while(RX)。 //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0。 //關(guān)閉計(jì)數(shù) Conut()。 //計(jì)算} void Conut(void) { time=TH0*256+TL0。 TH0=0。 TL0=0。 S=(time*)/10。 //算出來是MM if(S500) { beep = 0。 delayms(10)。 beep = 1。 delayms(10)。 // beep=0。 // delayms(10)。 //beep =1。 //delayms(1)。 } else { beep = 1。 } if((S=7000)||flag==1) //超出測(cè)量范圍顯示“” { flag=0。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(1, 1, ASCII[10])。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(3, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(4, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(5, 1, ASCII[12])。 //顯示M } else { disbuff[0]=S/1000。 disbuff[1]=S/100%10。 disbuff[2]=S/10%10。 disbuff[3]=S%10。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[disbuff[0]])。 DisplayOneChar(1, 1, ASCII[10])。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[disbuff[1]])。 DisplayOneChar(3, 1, ASCII[disbuff[2]])。 DisplayOneChar(4, 1, ASCII[disbuff[3]])。 DisplayOneChar(5, 1, ASCII[12])。 //顯示M } } 顯示子程序設(shè)計(jì)。 LCD顯示流程LCD初始化：void init_LCM(void){ write_inst(0x30)。 //設(shè)定功能write_inst(0x38)。 //設(shè)定兩列write_inst(0x08)。 //關(guān)閉顯示write_inst(0x01)。 //清除顯示屏write_inst(0x06)。 //設(shè)定輸入模式write_inst(0x0e)。 //開啟顯示}程序主要作用是清空顯示屏，確定8位數(shù)據(jù)傳輸模式。write_inst(0x01)指令作用為清空顯示屏，并將光標(biāo)移至左上角。write_inst(0x30)指令為功能設(shè)定指令，使DL=1，即數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位。寫入指令：void write_inst(char inst){ RS = 0。RW=0。 //寫入指令模式 en = 1。 //啟用 LCDP=inst。 //寫入指令 en=0。 check_BF()。 //檢查忙碌} 寫入數(shù)據(jù)：void write_char(char character) { RS =1。RW=0。 //寫入數(shù)據(jù)模式 en = 1。 //啟用 LCDP=character。 //寫入字符 en=0。 check_BF()。 //檢查忙碌} 寫入指令與寫入數(shù)據(jù)是LCD很常用的操作，將其寫成子函數(shù)，可以使整個(gè)程序更加簡(jiǎn)潔。本論文設(shè)計(jì)經(jīng)常使用這兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行寫入指定位置操作。5 系統(tǒng)調(diào)試分析 硬件電路連接本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了硬件電路后，將電路原理圖附于附錄C中，由于本設(shè)計(jì)涉及的模塊比較多，調(diào)試起來比較費(fèi)力，設(shè)計(jì)的不定因素也比較多，所以，調(diào)試的時(shí)候采用了分塊調(diào)試的方法，排除了各個(gè)模塊的干擾。在電路安裝完畢后，不要急于通電測(cè)試，而首先必須做好以下調(diào)試前的檢查工作。 1．檢查連線情況：經(jīng)常碰到的有錯(cuò)接（即連線的一端正確，而另一端誤接）、少接（指安裝時(shí)漏接的線）及多接（指在電路上完全是多余的連線）等連線錯(cuò)誤。檢查連線可以直接對(duì)照電路原理圖進(jìn)行，但若電路中布線較多，則可以以元器件（如運(yùn)放、三極管）為中心，依次檢察查其引腳的有關(guān)連線，這樣不僅可以查出錯(cuò)接或少接的線，而且也較易發(fā)現(xiàn)多余的線。 為確保連線的可靠，在查線的同時(shí)，還可以用萬用表電阻檔對(duì)接線作連通檢查，而且最好在器件外引線處測(cè)量，這樣有可能查出某些“虛焊”的隱患。 2．檢查元器件安裝情況：元器件的檢查，重點(diǎn)要查集成運(yùn)放、三極管、二極管、電解電容等外引線與極性有否接錯(cuò)，以及外引線間有否短路，同時(shí)還須檢查元器件焊接處是否可靠。這里需要指出，在焊接前，必須對(duì)元器件進(jìn)行檢測(cè)，確保元器件能正常工作，以免給調(diào)試帶來不必要的麻煩。 檢查電源輸入端與公共接地端間有否短路在通電前，還需用萬用表檢查電源輸入端與地之間是否存短路，若有則須進(jìn)一步檢查其原因。 在完成了以上各項(xiàng)檢查并確認(rèn)無誤后，才可通電調(diào)試，但此時(shí)應(yīng)注意電源的正、負(fù)極性不能接反。 系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試通過按鍵K1進(jìn)入調(diào)試界面，通過按鍵K2進(jìn)行增加設(shè)置值，通過按鍵K3進(jìn)行減少設(shè)置值。下圖為系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試的照片，進(jìn)入設(shè)置界面。,，報(bào)警器報(bào)警聲響。 進(jìn)入初值設(shè)置界面圖 誤差產(chǎn)生原因分析 溫度對(duì)超聲波聲速的影響空氣中傳播的超聲波是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的縱波，由于氣體具有反抗壓縮和擴(kuò)張的彈性模量，氣體反抗壓縮變化力的作用，實(shí)現(xiàn)超聲波在空氣中傳播。因此，超聲波的傳播速度受氣體的密度、溫度及氣體分子成份的影響即： （）其中B為氣體的彈性模量，r為氣體的密度。氣體彈性模量，由理想氣體壓縮特性可得：B=gr ，其中g(shù)為定壓熱容與定容熱容的比值，P為氣體的壓強(qiáng)。氣體的壓強(qiáng)為： （）其中，R為普適常量 ，T為氣體溫度K(絕對(duì)溫度)，M為氣體分子量，103 kg/mol。所以 （），超聲聲速與空氣的溫度有密切關(guān)系。例如：20 ℃時(shí)，T=， CS= m/s；40℃時(shí)，T=，CS= m/s；20℃時(shí),T＝，CS= m/s；從上面的計(jì)算可以看出，溫度對(duì)超聲波在空氣中的傳播速度有明顯的影響。當(dāng)需要精確確定超聲波傳播速度時(shí)，必須考慮溫度的影響。 回波檢測(cè)對(duì)時(shí)間測(cè)量的影響超聲波從超聲傳感器發(fā)出，在空氣中傳播，遇到被測(cè)物反射后，再傳回超聲傳感器。整個(gè)過程，超聲波會(huì)有很大的衰減。其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。設(shè)在距離超聲接收器x 處有被測(cè)物，則空氣中傳播的超聲波波動(dòng)方程描述為：A=A(x)cos(ax+kt) （）其中A為超聲傳感器接收的振幅；A0 為超聲傳感器初始振幅；α為衰減系數(shù)；x 為超聲波傳播距離；w角頻率；k 為波數(shù)。衰減系數(shù)α=bf。其中b為空氣介質(zhì)常數(shù)，f為超聲波頻率。由此可見，超聲波頻率越高，其衰減越快。同時(shí)超聲波頻率的過高會(huì)產(chǎn)生較多的副瓣，引起近場(chǎng)區(qū)的干涉。但是，超聲波頻率越高，指向性越強(qiáng)，這一點(diǎn)有利于距離測(cè)量。由于超聲回波隨距離的增加而變得十分微弱，所以在設(shè)計(jì)超聲接收電路時(shí)，要設(shè)計(jì)較大放大倍數(shù)(萬倍級(jí))和較好濾波特性的放大電路，使回波易于檢測(cè)。 超聲波傳感器所加脈沖電壓對(duì)測(cè)量范圍和精度的影響制作超聲傳感器的材料分為磁致伸縮材料和壓電材料兩種。超聲測(cè)距常用壓電材料傳感器，例如TR40 壓電超聲傳感器。超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值會(huì)影響壓電轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)壓電材料不受外力時(shí)，其應(yīng)變S與外加電場(chǎng)強(qiáng)度E 的關(guān)系為： S=dE （） 其中d 為應(yīng)變電場(chǎng)常數(shù)。超聲傳感器外加的脈沖電壓影響壓電材料的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而影響其應(yīng)變量和超聲轉(zhuǎn)換的效率，進(jìn)而影響超聲波幅值。這些會(huì)直接影響超聲波的回波幅值。所以，為提高壓電轉(zhuǎn)換效率，提高超聲測(cè)距精度和范圍，應(yīng)盡量提高超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值。 針對(duì)誤差產(chǎn)生原因的系統(tǒng)改進(jìn)方案在實(shí)際應(yīng)用中，為了方便處理，超聲波常調(diào)制成具有一定間隔的調(diào)制脈沖波信號(hào)。測(cè)距系統(tǒng)一般由超聲波發(fā)送、接收、時(shí)間計(jì)測(cè)、微機(jī)控制和溫度測(cè)量五個(gè)部分組成。如何提高測(cè)量精度是超聲測(cè)距的關(guān)鍵技術(shù)。其提高測(cè)距精度的措施下：(1)合理選擇超聲波工作頻率、脈寬及脈沖發(fā)射周期據(jù)經(jīng)驗(yàn)，超聲測(cè)距的工作頻率選擇f=40kHz 較為合適：發(fā)射脈寬一般應(yīng)大于填充波周期的10倍以上即：T，考慮換能器通頻帶及抑制噪聲的能力，選擇發(fā)射脈寬1ms；脈沖發(fā)射周期的選擇主要考慮微機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度，速度趕快，脈沖發(fā)射周期可選短些。(2) 在超聲波接收回路中串入增益調(diào)節(jié)(AGC)及自動(dòng)增益負(fù)反饋控制環(huán)節(jié)因超聲接收波的幅值隨傳播距離的增大呈指數(shù)規(guī)律衰減，所以采用(AGC)電路使放大倍數(shù)隨測(cè)距距離的增大呈指數(shù)規(guī)律增加的電路，使接收器波形的幅值不隨測(cè)量距離的變化而大幅度的變化，采用電流負(fù)反饋環(huán)節(jié)能使接收波形更加穩(wěn)定。(3)提高計(jì)時(shí)精度，減少時(shí)間量化誤差如采用芯片計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率越高，則時(shí)間量化誤差造成的測(cè)距誤差就越小。例如：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)置計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率只有晶振頻率的十二分之一，當(dāng)晶振頻率為6MHz時(shí)，；當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，計(jì)數(shù)頻率為1MHz。若采用外部硬件計(jì)時(shí)電路，則計(jì)數(shù)頻率可直接引用單片機(jī)的晶振頻率，時(shí)間量化誤差更小。(4)補(bǔ)償溫度對(duì)傳播聲速的影響超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與溫度、壓力等因數(shù)有關(guān)，其中溫度的影響最大，因此需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。有文獻(xiàn)表明，按下式計(jì)