【正文】 畢設(shè)完成了，大學就快結(jié)束了，帶著他們對我的幫助，帶著我對他們的謝意，我將步入社會，我也會像他們一樣幫助更多的人。雖然自己的設(shè)計仍然存在許多需要改進的地方，但是在做畢設(shè)的過程中收獲到很多書本上學不到的知識。這次的畢業(yè)設(shè)計，我通過圖書館和Internet查閱了相關(guān)的資料，并且和同學互相學習和自學，不懂的地方就像老師請教，經(jīng)過2個多月的努力，終于克服困難完成了自己的畢業(yè)設(shè)計。綜上，該選題是一個非常有意義，也非常有難度和挑戰(zhàn)性的一項研究課題，在未來的道路上，我們需要不斷探索，不斷學習，不斷研究，才能達到更大的進步。所以，我們很有必要加大力度研究，生產(chǎn)出自己的高精度測距儀器，使我國的測距儀器達到世界先進的水平，不僅僅能滿足本國的技術(shù)需求，更理想的狀態(tài)是走向世界。我們也知道，我國大多數(shù)的高精度測距儀器都需要靠國外進口，作為一個工業(yè)大國，我們需要用到大量的儀器設(shè)備，而儀器的精度在很大程度上也決定著工業(yè)的發(fā)達程度?？紤]到這些衰減，我們需要設(shè)計更加復雜的電路或軟件算法，以此降低或者補償這些衰減，使得測距系統(tǒng)的精確度又向前邁進一步。傳播的過程中聲波會和空氣等產(chǎn)生一定的摩擦，由于摩擦生熱的原理，一些聲音的能量會由于摩擦的作用轉(zhuǎn)變成熱能，這就造成了另外一種不可避免的衰減。對于系統(tǒng)的校正,可以用實際距離和測量距離進行對比,即可知道系統(tǒng)測距的準確度。為了配合工業(yè)領(lǐng)域的使用，輸出口應(yīng)該增加一個模擬信號4到20毫安且0到5伏的輸出，而且還需要將整個系統(tǒng)的防護工作做得更好一點。它的抗干擾力也不強，RS232是通過單端輸入輸出來進行電平轉(zhuǎn)換的，傳輸時會有干擾和噪聲。還伴隨著電平的偏移，為了滿足其總線標準，收發(fā)雙方的設(shè)備需要共地。其傳輸距離在普遍的情況下不超過15米，即使線路質(zhì)量很好，最遠也就幾十米的距離。另外，就通信電路來說，本設(shè)計提供的輸出接口是RS232。若有條件，更應(yīng)該從改進超聲波傳感器，設(shè)計新型高性能超聲波傳感器入手，對系統(tǒng)的關(guān)鍵元件進行性能大幅度的改進。但最大的問題是:量程相對較短，不能夠完成4米以外的距離的測量，這在很大程度上制約這該測距系統(tǒng)的發(fā)展。但是，本設(shè)計仍舊存在許多的不足，該系統(tǒng)在量程（3厘米到4米）的范圍之內(nèi)的工作完成的不錯，滿足了超聲波測距系統(tǒng)的基本要求，達到了本課題的任務(wù)。在測距系統(tǒng)工作時，按照時間的改變來控制電位器阻值的改變，達到補償反射波信號幅值的作用，為系統(tǒng)的高精度做出保障。同時為了補償因為距離推移造成的反射波幅值的降低，專門設(shè)計了時間增益補償電路(TGC)，時間增益補償電路在發(fā)射方波的同時開始工作，工作過程是根據(jù)事先寫入Flash中的增益表，逐漸提高接入放大器的阻值，實現(xiàn)電路的實時補償，增益表有事先的試驗獲取。通過對兩個比較器設(shè)置不同臨界值的方法，使測距大小分為遠距離和近距離兩種不同電路進行相應(yīng)補償。其次考慮到如何降低盲區(qū)，本設(shè)計中，超聲波的發(fā)射和接收選用不同的換能器來實現(xiàn)。且在3厘米到4米的量程下，能保證系統(tǒng)正常使用，達到高精度測距的目的。本設(shè)計是基于AT89C52單片機的高精度超聲波測距系統(tǒng)，為了提高該系統(tǒng)的測量精度，采用的方法有以下幾方面：首先針對穩(wěn)定性來說，需要從硬件設(shè)計和軟件濾波這兩個切入點進行。５　結(jié)論本設(shè)計的成敗取決于超聲波一來一回所使用的時間的測量的準確度。進行對比則能發(fā)現(xiàn)最大占空比，接著看該占空比的中間點所在的時間點，該時間即為峰值到達的時間點。AT89C52單片機獲取到超聲波回波信號的上升沿和下降沿，從而計算出回波信號的占空比。經(jīng)過理論知識的學習，我們知道方波信號的占空比會有一個上升到一個峰值然后下降的過程，相應(yīng)的占空比最大的那一刻就是峰值點所在的區(qū)間，而此區(qū)間的正中間就是峰值時間點的所在?；谶@個理論，有研究者提出一種包絡(luò)檢測的測距方法，通過包絡(luò)檢測來獲取反射波信號的包絡(luò)曲線，使用過零檢測法檢測到峰值時間點，以此確定回波到達的時刻。根據(jù)理論和實際的研究結(jié)果來看，單單靠時間增益補償電路并不能完美的解決該問題。根據(jù)以上結(jié)論，我們只是采用普通的比較器來處理信號并不能準確地判斷反射波前沿到達的確切時間。最普遍的對反射波信號的處理辦法是采用比較器電路，給比較器設(shè)置一個固定的臨界值，當比較器翻轉(zhuǎn)之時即反射波到達的時刻?！⊥ㄓ嶋娐纷映绦虺绦蛄鞒讨饕?，初始化編程，約定數(shù)據(jù)格式，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式等。表43是MAX5161的真值表。MAX5161芯片是一個具有32抽頭的數(shù)字電位器，它可以通過單片機連接引腳Inc和V/D，從而使抽頭位置改變，達到電阻大小相應(yīng)變化的目的。delay1(5)。}P2=positon[posit]。0x7f。當系統(tǒng)主程序最終計算出距離后，將所得的這個距離以BCD編碼的形式傳遞給LED，然后再由74LS245鎖存器驅(qū)動8段數(shù)碼管顯示結(jié)果。}　顯示子程序顯示電路采用動態(tài)顯示的驅(qū)動方式，段選信號AT89C52的P0口輸出。 disbuff[2]=S%1000%100%10。 //顯示“”}else{ disbuff[0]=S%1000/100。 //顯示“” disbuff[1]=10。 flag=0。S=(time*c)/100。delay(10)。TH0=0。具體程序如下：{ time=TH0*256+TL0。這個值被存在單片機FLASH中。單片機發(fā)射出40kHz方波的同時打開定時器，當超聲波接收到回波信號后，立即利用中斷關(guān)閉定時器，從而獲取到測距所需的時間值，然后通過計算的出測量結(jié)果。}　距離計算子程序在本設(shè)計中，測量距離的關(guān)鍵就是測量時間。0xf0)4。 b=4。 a=read_byte()。 write_byte(0xcc)。 delay(300)。 init_DS18B20() write_byte(0xcc)。}return(value)。 if(DQ) value1=0x80。 value=1。i8。}}uchar read_byte(void) //DS18B20寫入一個字節(jié)函數(shù){ uchar i,value。dat1。 delay(4)。 DQ=datamp。i8。delay(4)。dealy(8)。delay(80)。delay(8)。圖42 溫度補償程序流程圖否圖42 溫度補償程序流程圖具體程序如下：void init_DS18B20() //DS18B20初始化函數(shù){ uchar n。這樣一來，系統(tǒng)測距時就不用逐次計算聲速，而可由測得的溫度值直接從表中查到相應(yīng)的溫度下的目標速度，就能省下很大一部分時間，使得系統(tǒng)效率更高。該芯片的最高分辨率在12位，表41表示DS18B20芯片在該分辨率下的溫度與二進制的關(guān)系。void delay1(uchar x)。uchar read_byte(void)。void init_DS18B20(void)。 //定義一個數(shù)組LED數(shù)碼管譯碼用的碼表unsigned char const positon[3]={0xfe,0xfd,0xfb}。bit redflag=0。unsigned long S=0。unsigned int time=0。初始化子程序代碼如下：include //器件配置文件include //函數(shù)頭文件define DQ P3_7 //定義DS18B20測溫芯片的總線I/O口define uchar unsigned char //宏定義define uint unsigned intuint i,c。初始化包括時鐘的設(shè)置，看門狗電路，各個輸入/輸出口的功能分配，定時、中斷的設(shè)置以及其他外圍電路的初始化。另外，還可通過串口將結(jié)果傳遞給計算機。接著產(chǎn)生40kHz的超聲波信號。通過以上兩種方式即可實現(xiàn)單片機和計算機的通訊，實現(xiàn)計算機與單片機的成功連接，這樣計算機就能方便的獲取單片機的數(shù)據(jù)，進行復雜的計算或者為調(diào)控單片機做好準備。單片機到計算機的數(shù)據(jù)傳送過程為：單片機TXD數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)出一個信號，經(jīng)光電耦合器發(fā)送至MAX202芯片的T1I口，MAX芯片將信號轉(zhuǎn)換為計算機可接收的信號再通過T1O口輸出給計算機的RS232串口進入計算機。該電路支持遠距離通信和多個計算機直接的通訊，屬于半雙工型，并且不需要外界電源就可工作。MAX202芯片的作用：把單片機輸出的TTL電平變成計算機能識別的232電平，也能將計算機發(fā)出的232電平變成單片機可以識別的TTL電平。串口通信是逐位傳遞數(shù)據(jù)的，RS232標準接口簡單，用到的線只有三根：TX、RX和GND。在通訊系統(tǒng)中，上位機（計算機）為主機，下位機（單片機）為從機。缺點是數(shù)據(jù)傳送控制起來較難，串行通信如圖320所示：圖320串行通信示意圖串行通信RS232C接口是常用的串行接口標準，RS232于1969年被美國電子工業(yè)協(xié)會所修訂，它明確了數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理接口標準。串行通信的優(yōu)點：用到的傳輸線少，長距離傳送也只用一條線，與并行通信比起來便宜很多。優(yōu)點是容易控制且比串行的傳送速度快很多。通信方式有兩種，第一是并行通信，第二是串行通信，同樣地，這兩種通信方式各有其有點和缺點。具體電路如圖318所示：圖318 顯示電路原理圖　通訊電路的設(shè)計計算機的功能比單片機更完善，單片機的計算能力受到硬件限制，很難完成復雜計算和數(shù)據(jù)的處理。 DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸，即芯片為發(fā)送作用。片選端/CE為低電平有效。另外，它還具有雙向三態(tài)功能，可以同時輸出和輸入數(shù)據(jù)。74LS245是一個常用的芯片，它的作用是驅(qū)動LED或別的設(shè)備。結(jié)合實際考慮，本設(shè)計中選用了動態(tài)顯示的方式。動態(tài)