【正文】 最后還要感謝華北科技學院給我提供一個好的學習環(huán)境，感謝電子信息工程學院的任課老師和輔導員們，他們教會我許多許多有用的知識，使我成為了一個對社會有用的人。參考文獻[1] :航空航天大學出版社，2014[2] :電子工業(yè)出版社，2005[3] 陳海宴，呂江濤，李瑞. 凌陽16位單片機經(jīng)典實踐:大學生項目創(chuàng)新實踐. 北京:航空航天大學出版社，2011[4] 楊欣. 實例解讀電子元器件與電路設(shè)計. 北京:電子工業(yè)出版社，2009[5] 王兆安，:機械工業(yè)出版社，2000[6] :清華大學出版社，2005[7] 童詩白，:高等教育出版社，2006[8] :高等教育出版社，2011[9] 劉建清. 51單片機新穎實例非常入門與視頻演練. 北京:電子工業(yè)出版社，2011[10] 古天祥，:機械工業(yè)出版社，2004[11] 張波，:機械工業(yè)出版社，2011[12]:航空航天大學出版社，1999[13]楊振江，:中國電力出版社，2008[14] 夏彬彬，任明全，:電子工業(yè)出版社，2009[15]附錄　基于單片機的高精度超聲波測距系統(tǒng)原理圖致謝最后我要向我的指導老師杜麗娟老師表示誠摯的謝意，感謝老師在畢設(shè)期間給我的幫助。過去在設(shè)備這方面，由于設(shè)備的落后，對國家工業(yè)的發(fā)展起到很大的制約作用。這個衰減的影響因素有許多，如：熱傳導系數(shù)影響、定壓比熱影響、傳播介質(zhì)密度的影響、超聲波頻率的影響、動力粘滯系數(shù)的影響、定容比熱的影響、超聲波傳播速度影響等。如今的理論水平能夠證明溫度、氣體的密度和比熱容對聲速都有影響，但是具體的影響程度還很難精確計算出來，未來應(yīng)該多朝著這方面去努力。所以當通信距離很遠的時候，由于收發(fā)雙方的地電位有很大的不同，所以它的信號地上會出現(xiàn)較大的地電流同時產(chǎn)生一個壓降。采用RS232C接口存在一些缺點，包括：信號傳遞距離有限且傳遞的效率不高，RS232總線標準還會受電容允許值的限制。所以我認為，首先，可以從改進超聲波傳感器的方面來考慮，從超聲波傳感器的選擇來多加考慮。另外，本設(shè)計還使用軟件算法來確定反射波的峰值，使得硬件電路得到最大的化簡。最后，為了精確度的進一步提高，本設(shè)計選用的微處理器是AT89C52單片機，開始測距時，發(fā)射方波同時開啟定時器，減小了因為發(fā)射和計時不同步造成的測量誤差，使系統(tǒng)測量結(jié)果更為接近真實值。在設(shè)計過程中，分模塊進行，最后將各個子電路整合起來，并且留有足夠的功能拓展空間，為后續(xù)開發(fā)做好準備。在設(shè)計過程中，通過一系列的理論研究和系統(tǒng)分析可以得出一些對于改進系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)精確度的方法。反射波經(jīng)過LMV331比較器之后，變?yōu)?0KHz的方波。普通的峰值檢測大部分都通過硬件電路來實現(xiàn)，這些電路在硬件方面設(shè)計不簡單，設(shè)計起來較為繁瑣。本設(shè)計增加了時間增益補償電路，對反射波的幅值做出了相應(yīng)的補償，使反射波在傳播過程中下降的幅值得到補償，使最后收到的回波信號幅值趨于穩(wěn)定。流程圖如圖43所示：圖43串口通信流程圖　時間峰值檢測在本設(shè)計的系統(tǒng)中，因為超聲波具有衰減的特點，同時超聲波換能器的壓電陶瓷會在能量轉(zhuǎn)換的時候產(chǎn)生一定的慣性滯后，使得收到的超聲波的波信號發(fā)生一定的變化，導致反射波最終反射回單片機的那一刻具有一定誤差。在V/D是低電平的時候V/D的下降沿將減小阻值，在V/D是高電平的時候V/D的下降沿將增大阻值。if(++posit=3)posit=0。該8位共陽極數(shù)碼管的編碼如表42所示：表42 共陽極數(shù)碼管的編碼顯示字符dpgfedcba編碼（dpa）0110000000xc01111110010xf92101001000xa4續(xù)表42：3101100000xb04100110010x995100100100x926100000100x827111110000xf88100000000x809100100000x90void Display(void) //掃描數(shù)碼管{ if(posit==0) { P1=(discoed[disbuff[posit]])amp。}Display()。 //顯示“” disbuff[2]=10。if((S200)||flag==1) { dalay(200)。temp=readtemptaure()。在發(fā)射完超聲波等待接收的過程中，根據(jù)時間不斷改變MAX5161的阻值。超聲波一來一回的時間的確定是整個設(shè)計的成敗之處。 b+=(aamp。 write_byte(0xbe)。 write_byte(0x44)。 delay(4)。i++) { DQ=0。delay(4)。0x01。}void write_byte(uchar dat) //DS18B20讀取一個字節(jié)函數(shù){ for(i=0。DQ=1。DQ=1。本設(shè)計在程序部分用的方式是查表法，預(yù)先將不同溫度下對應(yīng)的聲速通過公式（26）計算出來，并做成聲速/數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系表。void delay_50us(uint t)。unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0}。bit flag =0。uchar temp?！〕跏蓟映绦蛳到y(tǒng)工作時，軟件部分首先要進行初始化。４　軟件設(shè)計　主程序在本設(shè)計中，AT89C52單片機是整個系統(tǒng)的核心，需要通過它來控制各個子系統(tǒng)的運行，主程序流程圖如圖41所示：圖41 主程序流程圖主程序的基本流程是：首先對單片機的時鐘和外圍電路進行初始化，接著，使用溫度補償電路來測量實際溫度，并且代入溫度計算公式中計算出該溫度條件下的超聲波傳播的速度值。主要電路圖如圖322所示：圖322通訊電路原理圖,即RXD和TXD,分別為串行數(shù)據(jù)接收端和串行數(shù)據(jù)發(fā)送端。通信距離在二十米以內(nèi)。該標準的機械特性為：RS232C接口共有25個針連接器，另外還有具體尺寸規(guī)定，這25個插針的位置如下圖321所示，功能如下表35所示：圖321 RS232接口示意圖相關(guān)插針的功能如下表35所示：表35 RS232插針功能圖插針序號信號名稱功能信號方向1PGND保護接地2（3）TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（串行輸出）DTE到DCE3（2）RXD接收數(shù)據(jù)（串行輸入）DTE到DCE續(xù)表35插針序號信號名稱功能信號方向4（7）RTS請求發(fā)送DTE到DCE5（8）CTS允許發(fā)送DTE到DCE6（6）DSRDCE就緒（數(shù)據(jù)建立就緒）DTE到DCE7（5）SGND信號接地8（1）DCD載波檢測DTE到DCE20（4）DTRDTE就緒（數(shù)據(jù)終端準備就緒）DTE到DCE22（9）RI振鈴指示DTE到DCE注：表中括號內(nèi)的標號對應(yīng)的是九針非標準型接口從硬件條件來看，該設(shè)計的主控芯片為AT89C52，該芯片的通訊電路可以用到RS232標準接口進行串口通信。缺點是因為傳輸線非常多，如果需要長距離傳送的話會用到許多路線，造成高額的成本，且給收發(fā)兩方的設(shè)備都帶來不小的挑戰(zhàn)，并行通信如圖319所示： 圖319并行通信示意圖串行通信和并行通信不同的是，傳輸線只有一條，所有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)逐位的向目標設(shè)備輸送。利用計算機來控制和管理單片機，由計算機和單片機組成的系統(tǒng)能實現(xiàn)更多拓展功能，所以我們很有必要設(shè)計單片機和計算機的通訊電路。DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸，即芯片為接收的作用。該芯片為8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，數(shù)據(jù)可以從A端傳到B端，也可以從B端傳到A端。自然，動態(tài)顯示的亮度不如靜態(tài)顯示那么亮，其限流電阻的阻值比靜態(tài)顯示電路的值要小一點。字形碼被送入數(shù)碼管后，可一直保持不變，直到下個字形碼替代原先的字形碼。顧名思義，所謂共陽極七段數(shù)碼管意思就是將所有發(fā)光二極管的額陽極連在一體，而共陰極七段數(shù)碼管的意思就是將所有發(fā)光二極管的負極連在一起，由于單片機的輸出口不能夠提供足夠的電壓使二極管發(fā)光，所以在本設(shè)計中采用了共陽極的數(shù)碼管，將所用到的4個七段數(shù)碼管的陽極并接到一起。七個亮段實際上就是7個條形的發(fā)光二極管。，只有三個外接引腳,分別為GND、DQ、VDD。具體電路如313所示：圖313 雙比較器整形電路原理圖總的來說，經(jīng)發(fā)射回的超聲信號首先通過NE5532進行首次放大，其中一路信號進入近距離比較器，經(jīng)電路處理后進入單片機，這部分電路用來處理近距離（3cm50cm）的超聲波信號。這是一中無法避免的誤差源，因此需要設(shè)計一個雙比較器整形電路，用于比較兩段不同遠近的回波信號。時間增益補償電路效果如圖312所示：（c）補償后的回波曲線該數(shù)字電位器包含三線串行口實現(xiàn)阻值的調(diào)節(jié)，阻值為50K。除此之外，還能提高系統(tǒng)的精確度。因此，我們?nèi)绻岣邷y量的精度，就需要對這部分產(chǎn)生衰減的信號作增益補償處理。本設(shè)計采用的放大電路如圖310所示：圖310回波放大濾波電路原理圖通過選擇合適的基準參考電壓，該電路能較好的實現(xiàn)回波電路的放大要求，達到系統(tǒng)需求，在信號通過該電路后被放大和濾波，消除和過濾了因傳播而造成的噪