【正文】 再次對我的母校、老師、同學(xué)們說聲謝謝。這里還要感謝我的母校，正是她為我提供了這么良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，才使得我有了今天的成果，最后還要感謝那些為我授過課的每一位老師，是你們教給了我知識和學(xué)習(xí)的能力，讓我受用終身。祝老師們在今后的工作和生活中，身體健康，工作順利。在這次設(shè)計中，康老師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度給我留下了很深刻的印象，并對我產(chǎn)生了一個十分積極的影響，這將是我以后工作生活中很有必要去學(xué)習(xí)的優(yōu)秀品質(zhì)。在做畢業(yè)設(shè)計的這幾個月里，他對我進(jìn)行了詳細(xì)、耐心、認(rèn)真地指導(dǎo)，對我提出的每一個問題都給了我完整詳細(xì)的解答，并給我提出了很多合理的建議，使我受到了啟發(fā)，并讓我在設(shè)計中少走了很多彎路。在這個過程中有無數(shù)人給了我莫大的幫助。同時，尤其在焊接過程中，正好鍛煉了我的動手能力，而且在成功的那一瞬間，給了我很大的成就感，我想在以后碰到同樣的工作時，我會更加有信心完成任務(wù)。同時，隨著信息化程度越來越快，此設(shè)計方案正是在生活中的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)越來越廣泛，有很強(qiáng)大的應(yīng)用價值。以上基于單片機(jī)的超聲波的測距系統(tǒng)的設(shè)計包含了：電路分析、數(shù)字、模擬電路和單片機(jī)、EDA、傳感器、C語言等方面的知識，另外我還獨自去市場選材購買、動手制作等方面，這個培養(yǎng)了我通過思考做決定的能力。單片機(jī)程序設(shè)計使用了C語言來編寫程序，感受到了C語言的魅力所在。所以我們意識到掌握好EDA技術(shù)是電子專業(yè)學(xué)生必須的。同時，我們的設(shè)計包含了EDA技術(shù)，EDA也是現(xiàn)在的熱門技術(shù)，人們設(shè)計了計算機(jī)，同時計算機(jī)又輔助人們的設(shè)計，計算機(jī)的強(qiáng)大幫助我們完成了很多工作，以前一個產(chǎn)品可能需要半年甚至一年的設(shè)計周期，而現(xiàn)在借助于計算機(jī)的強(qiáng)大計算能力，EDA軟件的輔助，使得設(shè)計周期減少到幾個月甚至幾周。所以單片機(jī)的應(yīng)用廣泛，在日常生活和生產(chǎn)中占用重要位置。單片機(jī)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的設(shè)計思路，以前構(gòu)建一個系統(tǒng)需用用很多的數(shù)字模擬器件或者電路單元來構(gòu)建，系統(tǒng)可靠性差、缺乏靈活性、維護(hù)不便、成本高、無法實現(xiàn)智能化等諸多缺點。本論文大體上完成了硬件和軟件的設(shè)計，并使得其符合設(shè)計的要求。將此設(shè)計接上電源后，先是初始化，按鍵開始后，開始進(jìn)入測距狀態(tài)，超聲波發(fā)射模塊發(fā)射超聲波信號，遇到障礙物后反射到超聲波接受器，將超聲波信號轉(zhuǎn)化成電信號。其中硬件部分包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度補(bǔ)償模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊、報警電路及電源電路完成各個部分電路的設(shè)計并用Proteus完成原理電路的設(shè)計。因為超聲波的特性，測距時保證傳感器與被測物間，以及測量軸線上沒有障礙物；且要盡量保證傳感器軸線與被測物表面垂直；實際測距范圍與被測物表面材料等因素有關(guān)，一般不要測量表面為毛料的物體表面。由于該系統(tǒng)中鎖相環(huán)鎖定需要一定時間，測得的距離有誤差，在汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用中可忽略不計；但在精度要求較高的工業(yè)領(lǐng)域如機(jī)器人自動測距等方面，此誤差不能忽略，可以通過改變一些硬件的應(yīng)用實現(xiàn)對超聲波的快速鎖定或根據(jù)自己的需要在程序中加入測距軟件補(bǔ)償?shù)拇a，使誤差進(jìn)一步減小，可以滿足更高要求。 STCISP程序下載界面 超聲波測距實物圖6結(jié)論利用51系列單片機(jī)設(shè)計的測距儀便于操作、讀數(shù)直觀。 主控電路的實物圖，圖中標(biāo)1的是STC89C52單片機(jī)，標(biāo)2的是按鍵開始模塊，標(biāo)3的是復(fù)位電路，標(biāo)4 的是晶振電路，標(biāo)5的是溫度補(bǔ)償電路，標(biāo)6的是報警電路。通過軟件仿真我們可以看出軟件設(shè)計達(dá)到了預(yù)期的效果。由于是頻率比較高的信號（40KHz），所以不能通過二極管來觀察到，這時必須用示波器來查看。 Proteus按鍵未按下前的仿真圖用Proteus繪制好電路圖后導(dǎo)入程序文件（用Keil編譯過后的HEX文件），然后就可以執(zhí)行仿真，由于在軟件中沒有CX20106模型，則程序開始就認(rèn)為返回信號獲得了，所以顯示了一個最小測量值111mm，而溫度為19176。首先在軟件中找到我們設(shè)計用的元件，然后連接好電路圖，設(shè)置好各個元件的參數(shù)值，由于是單片機(jī)的p0口接液晶顯示器數(shù)據(jù)端口，所以液晶顯示屏的連接需要接上拉電阻。液晶顯示程序如附錄二所示。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 LCD液晶顯示程序分為液晶初始化、讀忙、寫指令和寫數(shù)據(jù)操作，液晶顯示器是一塊慢器件，所以在執(zhí)行每條指令之前必須確定模塊忙標(biāo)志為低電平（不忙），否側(cè)此指令無效。 //開方運算}經(jīng)過求的數(shù)據(jù)原碼無法直接用于顯示，必須轉(zhuǎn)換為LCD所接受的BCD碼的形式，而且在溫度補(bǔ)償和距離計算中沒有考慮小數(shù)點的存在，而實際顯示必須考慮小數(shù)和有效位數(shù)，這樣就必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍。 //直角三角形勾股定理 s=。 //計數(shù)時間 d=(c*t*)/2。 else //溫度小于0 c=*temp*。 uint t。 //返回結(jié)果給調(diào)用} 距離計算程序 距離計算中，實行了溫度補(bǔ)償和夾角補(bǔ)償。 t = t | a。 t = b。 //讀取溫度寄存器 a = ReadOneChar()。 //初始化DS18B20 WriteOneChar(0xCC)。(4)DS18B20溫度讀取函數(shù) /*****************讀取溫度函數(shù)*******************/ uint wd(void) { unsigned int a = 0, b = 0, t = 0。 } return (dat)。 // 給脈沖信號 if(DQ) dat |= 0x80。 // 給脈沖信號 dat = 1。 i 0。 uchar dat = 0。(2)字節(jié)寫入DS18B20程序字節(jié)寫入的時序是拉低輸入/輸出線至少15uS以作為起始信號，按從低位到高位的順序取出欲寫入字節(jié)中的1位數(shù)據(jù)，寫入輸入/輸出線，延時等待15uS后將輸入/輸出線拉高作為停止信號，以等待下一位的寫入。(1)DS18B20的初始化DS18B20的初始化的實質(zhì)是使DS18B20復(fù)位，主要是通過判斷存在脈沖的形式來實現(xiàn)的。其工作時序包括：初始化時序、寫時序和讀時序。本設(shè)計中需注意當(dāng)距離過遠(yuǎn)或者沒有返回信號的時候，定時器T1的溢出必須處理。 40KHz超聲波發(fā)送程序每過60ms超聲波會發(fā)送一次，通過定時器T0中斷中發(fā)送超聲波，超聲波發(fā)送后延時一段時間后返回，這樣就可以防止余波被接收頭接收誤判而導(dǎo)致的測量不準(zhǔn)確的結(jié)果，程序如附錄二所示。 (3)按鍵S為測量啟動鍵； (4)系統(tǒng)采用AT89S52的內(nèi)時鐘：12MHz； (5)沒有使用看門狗功能； (6)超聲波發(fā)送一定時間后才開始啟動檢測，避免直達(dá)信號造成誤判。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)， ms（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因）后，才打開外部中斷0接收返回的超聲波信號。主程序首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器T0工作模式為16位定時計數(shù)器模式。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機(jī)內(nèi)部的定時器T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。以下是此程序所包含的各個模塊介紹： 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收到。： 本設(shè)計基于STC89C52單片機(jī)控制單元，利用超聲波傳感器構(gòu)成的發(fā)射接受電路測量與目標(biāo)物之間的距離。Keil 。 用C語言開發(fā)的代碼便于開發(fā)小組計劃項目,靈活管理,分工合作以及后期維護(hù)，基本上可以杜絕因開發(fā)人員變化而給項目進(jìn)度,后期維護(hù)或升級所帶來的影響。 Keil C51語言編譯工具都是以ANSLC作為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)的，因此，一種C語言環(huán)境下所編寫的 C語言程序，只需將部分與硬件相關(guān)的地方和編譯連接的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修改,就可方便移植到另外一種系列上。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Vision）將這些部份組合在一起。 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)，是目前最流行開發(fā)80C51系列單片機(jī)的軟件，提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（amp。 系統(tǒng)能否完全正常工作，最主要的也是最關(guān)鍵的是看軟件程序是否正確，它關(guān)系到系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，可以說，軟件是一個系統(tǒng)的靈魂。 （8）8腳：電源正極，～5V。 （6）6腳： 該腳與地之間接一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。 （5）5腳：該腳與電源間接入一個電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。 （3）3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低； CX20106A芯片若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。增大電阻R1或減小C1,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。（1）1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。其總放大增益80db。 DS18B20內(nèi)部封裝圖CX20106A是一款紅外線檢波接受的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器使用CX20106A 作為超聲波接收處理的典型電路。DS18B20采用3腳PR35封裝（),DS18B20數(shù)字化溫度傳感器的主要性能如下：(1)適用電壓為3V～5V； (2)9～12位分辨率可以調(diào)節(jié)的，℃、℃、℃、℃； (3)TO9SOIC及CSP封裝可選； (4)測溫范圍：55℃～125℃； (5)精度：10℃～85℃范圍內(nèi)177。C。C范圍內(nèi),精度為177。C～+125176。 溫度傳感器DS18B20采用導(dǎo)熱性高的密封膠，保證了溫度傳感器的高靈敏性，極小的溫度延遲。 本設(shè)計采用的是美國Dallas 半導(dǎo)體公司的不銹鋼封裝的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛，這是因為在元件允許工作條件范圍內(nèi)，半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點，而且制造工藝簡單、價格低廉。 溫度傳感器主要由熱敏元件組成。 (11)指令11：讀數(shù)據(jù)。 (9)指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 (7)指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 (5)指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。 (4)指令4：顯示開關(guān)控制。 (3)指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 1602LCD的指令說明及時序：1602液晶模塊內(nèi)部的控制器總共有11條控制指令，： 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回0