【文章內容簡介】 9325323338334349386 測量時，若溫度變化不大，則聲速取值c=340m/s。若要求高精度，則可通過溫度補償或者軟件改進提高精度。 在本設計中用STC89C51中的定時器來測量超聲波傳播時間，用DS18B20測量環(huán)境溫度，達到提高測距精度的目的?？諝庵新曀倥c溫度的關系可表示為： 公式2（1） 聲速確定后，只要得到超聲波往返的時間，就可以求得距離： 公式2（2） 增加角度補償可使得測量數(shù)值更加的精確。 公式2（3） 測量盲區(qū)我們都知道，超聲波模塊發(fā)射探頭和接收探頭是并排放置到銅板上的。而為了方便測量，再加上測量會有一個夾角，夾角越小越精確，因此他們離著很近。顯而易見，發(fā)射探頭所發(fā)出的超聲波必然會先傳播到接收探頭。但該聲波信號并不是反射回來的信號，只要檢測到該信號，接收電路就會對其進行處理而產生中斷信號，單片機也會跟著做出響應。但所測得值并不是我們要測的，是錯誤的操作。因此要等發(fā)送脈沖一段時間后才能讓單片機接收中斷信號。然而，該短時間內所走過的長度我們是不能檢測到的，即為測量盲區(qū)。 本章小結 本章主要是介紹設計相關理論，對超聲波和設計所用單片機作了簡要概述，并對STC89C51的性能特點、外部結構和內部組成做了相關闡述。超聲波傳感器的選擇也很重要。最重要的是超聲波測距的原理方法，這是根本，因此本章對此進行了相關介紹，并為對測量時產生的誤差進行減免措施。第三章 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)硬件主要由以下六部分組成： （1）單片機系統(tǒng)。 （2）超聲波發(fā)射電路。 （3）超聲波檢測接收電路。 （4）溫度補償電路。 （5）顯示電路。 （6）報警電路。 社會在發(fā)展，科技在提高，超聲波測距技術也隨之更進一步。但超聲波的發(fā)射和接收仍然是我們要研究的重要問題。超聲波傳感器的工作原理都是一樣的。無論其大小、形狀、靈敏度有什么不同。而要提高超聲波測量的精度，則必須要從設計要求的關鍵和難點出發(fā)，即對超聲波的發(fā)射處理和超聲波的接收處理這兩個重要方面。 單片機概述 單片機就是一塊由諸多功能模塊構成的集成電路芯片。所以單片機會擁有一些特殊功能。然而這些功能的實現(xiàn)需要人為控制，即通過編程來控制，進而實現(xiàn)各種不同的功能。目前單片機應用領域很廣泛： ①工業(yè)自動化。如數(shù)據(jù)采集、測控技術。 ②智能儀器儀表。如數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應電流表等。 ③消費類電子產品。如洗衣機、電冰箱、空調機、電視機、微波爐、IC卡、 汽車電子設備等。 ④通信方面。如調制解調器、程控交換技術、手機等。 ⑤武器裝備。如戰(zhàn)斗機、坦克和智能導彈等。 STC89C51主要性能特點 STC89C51簡單介紹： （1）STC —前綴，表示STC公司生產的產品。 （2）8—表示該芯片為8051內核芯片。 （3）9—表示內部含F(xiàn)lash E178。PROM存儲器。 （4）C—表示該器件為CMOS產品。 （5）5—固定不變。 （6）1—表示該芯片內部程序存儲空間的大小為4KB 。算法其實就是5后面的這個數(shù)乘上4KB。 主要性能： （1）STC89C51系列單片機是從引腳到內核都完全兼容標準8051的單片機。 （2）STC89C51 系列單片機是新一代的8051單片機。它具有高速/低功耗的優(yōu)點，工作頻率最高可達到25MHz～50MHz。 （3）STC89C51系列單片機有較寬的工作電壓。 ①～。 ②～。 STC89C51單片機還具有以下特點： （1）ISP與IAP編程方式。 （2）6時鐘，機器周期模式。 （3）降低簟片機對外部電磁輻射。 （4）內部擴展RAM。 （5）雙DPTR數(shù)據(jù)指針。 （6）擴晨P4口。 （7）內置看門狗電路。 （8）軟復位功能。 （9）較高的性價比。 STC89C51結構組成 其外形封裝直插式40 腳封裝（DIP）： STC89C51的 4 個 8 位I/O口的功能說明如下： （1）P0口（39～32腳）：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。每個口可獨立控制。51單片機的P0口并不能正常地輸出高電平或者低電平。這是由于在其內部沒有上拉電阻的原因，會造成其其處于高阻狀態(tài)而無法正常工作。實際使用時，為使其能夠正常工作我們需要為其添加上上拉電阻（一般選擇10KΩ）。高阻在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 （2）P1口（1～8腳）： 是一個準雙向8位I/O口，每個口可獨立控制。是一個“準”雙向口。這個“準”不是即將成為而差一點的意思，而是準備的“準”。之所以稱他為“準”雙向I/O口，有兩個原因。一是是因為其內部含上拉電阻并且不能進行輸入鎖存。二是首先要先向P2口寫入1才能把P2口作為輸入口使用，也就是在這之前會有一個“準”備程序。 （3）P2口（21～28腳）：P2口也是一個準雙向8位I/O口。每個口均可獨立控制，內帶上拉電阻，與P1口相似。 （4）P3（10～17腳）口：是一個準雙向8位I/O口。每個口可獨立控制，內帶上拉電阻。P3口擁有兩個功能。一是作為普通I/O口使用。 P3口各引腳第二功能定義標號引腳第二功能說明10RXD串行輸入口11TXD串行輸出口12INT0外部中斷013INT1外部中斷114T0定時/計數(shù)器0外部輸入端15T1定時/計數(shù)器0外部輸入端16WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖17RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖 STC89C51引腳排列 STC89C51內部組成 STC89C51單片機內包含的具體部分如下： （1）一個8 位 CPU。 （2）一個片內振蕩器及時鐘電路。 （3）4KB Flash 程序存儲器。 （4）128 B RAM 數(shù)據(jù)存儲器。 （4）兩個16 位定時器/計數(shù)器。 （5）看門狗。 （6）32 條可編程的 I/O線（4組8 位并行 I/O端口）。 （7）一個可編程全雙工串口通信。 （8）8 個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結構。 。 STC89C51內部組成 超聲波發(fā)射電路設計要完成超聲波測量，首先需要超聲波發(fā)射電路能夠向外界發(fā)射出40KHz的方波脈沖信號。本系統(tǒng)設計使用軟件（如用單片機軟件編程）的方法輸出該方波脈沖信號。，但其輸出功率卻不不能夠達到我們所需要的要求。為了滿足遠距離測量，則脈沖信號的發(fā)射距離就需要夠遠