【正文】 S=vt/2 (21)設超聲波發(fā)射器與接收器之間角度為θ，被測物體實際距離 (22)其中對于θ，有將(21)、(22)、(23)三式整理合并得 (23) (24)當需要測量的距離H遠遠大于L時，近似認為H與S相等，可得 (25)由式（25）可知，因此容易得出，只需要測量出超聲波往返時間，就可以算出發(fā)射器到障礙物之間的距離。在常溫下，超聲波的傳播速度為340m/s，但其傳播速度v易受到空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響，其中溫度的影響最大。由此可見溫度對于超聲波測距系統的影響是不可忽略的。 超聲波測距系統原理圖 。環(huán)境溫度的測量我們一般用DS18B20溫度傳感器測量讀取。LFMCW雷達的主要優(yōu)點是：（1）無距離盲區(qū)；（2）高距離分辨率；（3）信號能量大、時帶積大；（4）結構簡單、工作電壓低。方案二利用激光來實現測距的功能，激光測距技術與傳統的測距技術比較具有測量精度高、準直性好、抗干擾能力強等一系列優(yōu)點，廣泛應用于遙感、精密測量、工程建設、安全監(jiān)測以及智能控制等領域，無論在軍事應用方面，還是在科學技術、生產建設方面，都起著重要的作用。根據計量本機與目標渡越的時間方法的不同，可以把激光測距儀分成兩種類型：脈沖式激光測距儀和連續(xù)式激光測距儀。通過簡單的外圍電路發(fā)生和接收超聲波，單片機通過采樣獲取到超聲波的傳播時間，用軟件來計算出距離，并且可以采集環(huán)境溫度進行測距補償，其測量精度高、電路小巧、可靠性好、反映速度快。目前，測量距離的方法主要采用測量波在介質中傳播速度與時間的關系。目前，典型的無線測距方法有超聲波測距、雷達測距、激光測距等。與前幾種測距方式相比較，超聲波測距可以直接測量近距離的目標，適用范圍廣、縱向分辨率高、方向性強，并且具備不受煙霧、光線、電磁干擾等因素的影響，且覆蓋面較大等優(yōu)點。3單元模塊設計電源、時鐘等電路是使單片機能運行的必備條件，可以作為應用系統的核心部分，通過對其進行存儲器擴展、A/D擴展等，使單片機完成較復雜的功能。單片機最小系統主要是以51系列單片機作為核心，再附帶一些使單片機能夠運行的最小資源，主要包括電源、時鐘電路、復位電路和擴展接口電路等部分。 微控器是系統的控制中心，其工作效率的高低關系到系統效率的高低以及系統運行的穩(wěn)定性。 主控制器電路 單片機作為一種微控制器，在日常生活以及工業(yè)生產中的應用越來越廣泛，而在基于單片機的應用系統設計，單片機本身正常運行所需要的資源基本上是固定不變的，而單片機的最小系統就是一個能夠滿足單片機本身運行要求的基本系統，因此，設計最小系統對于基于單片機的應用系統設計具有很大的意義。 （1）AT89S52系列單片機以8051為內核，兼容MCS51系列單片機。 （3）AT89S52采用靜態(tài)時鐘方式，可以節(jié)省電能。 （5）AT89S52晶振頻率高達24M，運行速度更快。 （7）增加了看門狗電路，防止程序“走飛”，更加安全可靠。只要該脈沖足夠寬就可以實現復位，即ms。 復位電路 當按鈕S1被按下時，已經充滿電的電容C1通過R1迅速放電，等到S1彈起后，電容C1再次充電，實現手動復位。使用時，對于電容的選擇有一定的要求，一般選擇30pF左右。 時鐘電路 按鍵電路 ，在程序設計中通過查詢的方式檢測按鍵是否被按下，在軟件中通過軟件延時來消除按鍵的機械抖動。 按鍵電路 蜂鳴器電路 ，控制著電壓加到蜂鳴器上，驅動蜂鳴器發(fā)出聲音。按鍵按下時，就發(fā)出提示音，即開始了測距。 ，控制著電壓加到蜂鳴器上，驅動蜂鳴器發(fā)出聲音。其具有體積小、功耗低、界面美觀大方等優(yōu)點，這里使用YB1602液晶屏，1602顯示模塊用點陣圖形顯示字符，顯示模式分為2行16個字符。(2)第二腳VCC：+5V電源。使用時通過接一個1K的電阻來調節(jié)。(5)第五腳RW:讀寫信號線。(7)第714腳：8位數據線D0D7。(9)第十六腳BLK:背光電源負極輸入端。1602通過D0D7的8位數據端傳輸數據和指令。光標加1)， N=0(讀或寫一個字符后地址指針減1 amp。 LCD1602操作指令操作控制表操作讀狀態(tài)寫指令讀數據寫數據輸入RS=0，RW=1，E=1RS=0，RW=0， D0D7=指令碼，E=H脈沖RS=1，RW=1，E=1RS=1，RW=0，　　D0D7=數據，E=H脈沖 物理學告訴我們，超聲波在空氣中的傳播速度為：C=+*T，由此可見，超聲波的速度和溫度密切關系，即溫度每增加1176。DS18B20是美國DALLS公司推出的DS1820的替代產品，具有112位的轉換精度，未編程時默認的精度是12位，176。C，溫度輸出以16位符號擴展的二進制數形式提供，低位在先，176。其中高五位為擴展符號位。DS18B20引腳判斷方法是：字面朝人，從左到右依次是1 （GND）、2（輸入/輸出）、3（VDD）。 溫度采集DS18B20電路 DS18B20溫度傳感器超聲波發(fā)射電路是由超聲波探頭和超聲波放大器組成。 超聲波發(fā)射電路工作過程中，接入由74LS04構成的放大電路放大信號，驅動超聲波探頭將超聲波發(fā)射出去。CX20106A芯片的前置放大器具有自動增益控制的功能，當測量的距離比較近時，放大器不會過載；而當測量距離比較遠時，超聲波信號微弱，前置放大器就有較大的放大增益效果。CX20106A芯片電路本身就具有很高的抗干擾的能力，而且靈敏度也比較高，所以，能滿足本設計的要求。超聲波接收電路主要是由集成電路CX20106A芯片電路構成的?；竟ぷ髟恚海?）采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；（2） 模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；（3） 有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平的持續(xù)時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 HRSR04型超聲波集成模塊的工作電壓為5 V，而且此模塊的靜態(tài)工作電流是小于2 mA的，工作時候可以比較穩(wěn)定?？梢詼p少了很大部分可能存在的角度干擾問題。HRSR04超聲波集成模塊采用的是I/O觸發(fā)測距，給至少10 us的高電平信號。一個控制口發(fā)出一個10 us以上的高電平，就可以在接收口等待高電平輸出。這樣不斷的循環(huán)周期測，就可以在不停地移動的過程中測量距離值了。 集成電路構成的發(fā)射和接收電路具有調試簡單，可靠性好，抗干擾能力強，體積小，功耗低的優(yōu)點，所以首先考慮采用集成電路來組成收發(fā)電路。： 電源電路此+5V電源設計分為變壓器部分、單相橋式整流電路和濾波電路構成。（2）單相橋式整流電路，就是將交流電網電壓轉換為所需電壓，整流電路由四只整流二極管組成。三段穩(wěn)壓器7805將會輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓。壓電陶瓷片具有如下特性：當在其兩端加上大小和方向不斷變化的交流電壓時，就會產生“壓電效應”，使壓電陶瓷也產生機械變形，這種機械變形的大小以及方向與外加電壓的大小和方向成正。反之，如果由超聲波機械振動作用于陶瓷片使其發(fā)生微小的形變時，那么壓電晶片也會產生與振動頻率相同的微弱的交流信號。圖314 超聲波傳感器內部結構圖315 超聲波傳感器內部結構其測距原理論述如下：在超聲探測電路中，發(fā)射端得到輸出脈沖為一系列方波，其寬度為發(fā)射超聲的時間間隔，被測物距離越大，脈沖寬度越大，輸出脈沖個數與被測距離成正比。本測量電路采用第二種方案。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。由單片機負責計時，所以此系統的測量精度理論上可以達到毫米級。X2是聲波返回的時刻，X1是聲波發(fā)聲的時刻，X2X1得出的是一個時間差的絕對值，假定X2X1=，則有340m=。下面我們拿長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹它的用法。因此，液晶顯示器畫質高且不會閃爍。（3）體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統顯示器要輕得多。液晶顯示器各種圖形的顯示原理：?線段顯示：點陣圖形式液晶由MN個顯示單元組成，假設LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上6416個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。這樣一來就組成某個字符。?漢字顯示：漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為5……右邊為6……根據在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數可找出顯示RAM對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。LCD顯示的基本原理就是這樣的。(2)第2腳：VDD接5V正電源。(4)第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數據。(7)第7～14腳：D0～D7為8位雙向數據線。(9)第16腳：背光源負極。 (2)指令2：光標復位，光標返回到地址00H。高電平表示有效，低電平則無效。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 (6)指令6：功能設置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。 (8)指令8：DDRAM地址設置。 (10)指令10：寫數據。 1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的（說明：1為高電平、0為低電平）。熱敏元件品種教多，市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導體熱敏電阻等。半導體熱敏電阻按溫度特性熱敏電阻可分為正溫度系數熱敏電阻（電阻隨溫度上升而增加）和負溫度系數熱敏電阻（電阻隨溫度上升而下降）。DS18B20是