【正文】 uteH =TH0。 //取出定時器的值 flag=1。 超聲波發(fā)射接收程序流程圖 通過單總線訪問DS18B20流程圖第5章 調(diào)試與檢測第4章介紹了本設(shè)計的硬件設(shè)計與軟件設(shè)計，因此本章節(jié)主要講述本系統(tǒng)設(shè)計后的成品檢測與調(diào)試，包括軟硬件測試、誤差分析、誤差來源、解決方案等。：（當(dāng)前測試時的環(huán)境溫度為27℃） 系統(tǒng)檢測距離與實際距離對比數(shù)碼管顯示距離（cm）193039495769778897108118127138實際距離(cm)2031405060708090100110120130140誤差(cm)1111313232232，當(dāng)檢測距離小于70cm時，系統(tǒng)誤差相對距離大于70cm的小。其次，數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)有點閃爍，經(jīng)過延時調(diào)試仍未能得到解決。（1） LED1綠燈正常亮，說明HCSR04能接收到回波信號，觸發(fā)程序正確；（2） 當(dāng)所測距離小于10cm(預(yù)置值)時，LED2紅燈亮、蜂鳴器發(fā)出聲音實現(xiàn)聲光報警提示，數(shù)碼管顯示程序正確；（3） DS18B20能正常工作，正確顯示當(dāng)前環(huán)境溫度。當(dāng)量程小于10cm有聲光報警，距離大于200cm時數(shù)碼管顯示CCC，溫度大于90℃時蜂鳴器報警。產(chǎn)品可以方便使用，而且成本低廉，在礦井探測和倒車測距等方面本系統(tǒng)具有很高的應(yīng)用價值。實際中應(yīng)該要使晶振離單片機越近越好，兩個電容離晶振越近越好，這樣可以使系統(tǒng)誤差盡可能減小。超聲波在不同溫度下的傳播速度不同，因此測量時候進行溫度補償是解決此問題的好方法，但溫度補償仍然存在一定的微小誤差；3） 濕度也是影響系統(tǒng)誤差的一個重要因素，干燥空氣的聲速為：C=C0 （2）其中，正常情況下，標(biāo)準(zhǔn)狀況下干燥空氣中的聲速為C0=，而在室溫t℃時，T0=。修正后的聲速公式為：C= （3）式中：為水蒸氣的分壓強，取=105Pa； ；t為測量的空氣溫度； C為經(jīng)補償后的聲速。 解決方案本設(shè)計中系統(tǒng)的誤差有計數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差。為了提高測量精度，解決的方案有中值濾波發(fā)，如文獻[4]所示；采用溫度、濕度雙補償方法可以進一步提高系統(tǒng)測量精度，如文獻[5]所示，由于技術(shù)限制，本設(shè)計只采用溫度補償，但測量誤差在允許范圍內(nèi)；采用延時技術(shù)可以解決超聲波發(fā)射極和接收極距離太近所造成的串?dāng)_問題，如文獻[6]所示；采用變閥值鑒幅固定補償法，如文獻[7]所示，可以減少誤差，提高測距精度；同時，文獻[8][11]中還提出了其它一些提高測量精度的方法。此外，還掌握了數(shù)碼管、DS18B20和蜂鳴器的應(yīng)用。在熟悉各功能模塊的基礎(chǔ)上，自己繪電路原理圖和PCB布線，做好了超聲波發(fā)射和接收的硬件模塊，雖然發(fā)射和接收模塊是前期所做的失敗品，后期改用HCSR04模塊，但在這一階段我了解了CX20106A的工作原理與應(yīng)用。3） 軟件設(shè)計方面，超聲波發(fā)射程序最初是采用單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器0定時中斷產(chǎn)生40KHz的脈沖，但由于經(jīng)示波器調(diào)試很久后，都未見有合適的脈沖輸出，故后期改為用HCSR04模塊來發(fā)射接收超聲波。為此，我通過網(wǎng)上查找資料，學(xué)會了用軟件精確延時的方法來確定延時的時間。總結(jié)與展望本設(shè)計的超聲波測距系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、功耗低、小成本的特點，它具有良好的人機界面，能方便實時顯示測量的距離。本系統(tǒng)能進行聲光報警提示和實時顯示測量距離，能很好應(yīng)用于汽車行進或倒車中，對汽車前后方的障礙物進行檢測，及時顯示障礙物的距離及聲光報警處理。雖然系統(tǒng)最終得以完成，但仍存在部分缺陷，仍有一些功能需要提高： 此系統(tǒng)測試距離比較近，如果能設(shè)計一個具有較強驅(qū)動能力的超聲波發(fā)射電路與接收電路，系統(tǒng)測得距離會更遠(yuǎn)； 單片機系統(tǒng)板的DS18B20跟蜂鳴器距離有點近，這也是本設(shè)計的一個缺陷，當(dāng)蜂鳴器響導(dǎo)通時會發(fā)熱，影響溫度補償?shù)木?，布PCB圖時應(yīng)把DS18b20與發(fā)熱器件隔開； 本系統(tǒng)還欠缺語音實時播報功能以及濕度補償功能。在做畢設(shè)的過程中我學(xué)會了很多知識，如在硬件布置方面，晶振離單片機越近越好，其兩個電容離晶振越近越好，這樣就盡可能減小系統(tǒng)誤差；畫PCB上，避免在PCB邊緣安排重要的信號線，如時鐘和復(fù)位信號等，經(jīng)過本次設(shè)計的PCB，我能熟練地使用Altium Designer這個軟件來畫原理圖和PCB；在編程方面，我原來只是有匯編的基礎(chǔ)，但由于本次設(shè)計，我經(jīng)過到圖書館借閱相關(guān)書籍自學(xué)單片機C51語言編程，現(xiàn)在我的C語言水平有了很大的提高。當(dāng)我在程序編寫過程中遇到問題時，如超聲波發(fā)射接收模塊的發(fā)射程序有所困難時，我認(rèn)真上網(wǎng)查找資料，了解其工作原理，最后一步一步調(diào)試程序知道成功；最初使用Altium Designer軟件畫PCB圖和原理圖時，我對這個軟件不是很熟悉，最后通過同學(xué)的指導(dǎo)，我掌握了使用這個軟件的技巧，并學(xué)會畫了元件封裝庫，自從學(xué)會了這個技能之后，我就再也不用擔(dān)心畫PCB時沒有合適的封裝庫了，之后我還幫助了很多同學(xué)解決這方面的困難。我非常榮幸能有這樣的機會進行這樣的設(shè)計，每一次的學(xué)習(xí)都是進步，通過困難，然后學(xué)會去解決困難，讓我進步很快。最重要的是，在此次畢設(shè)中李震老師對我的悉心教導(dǎo)，在他的指導(dǎo)下，我的理論知識和實踐動手能力都有很大的提高，非常感謝老師對我的幫助，耐心指導(dǎo)我的論文的修改，在此我要向老師表示真誠的感謝。教研），2007，26:193~194.[11] 鄧方華,鄒毅,高飛燕. 基于超聲波測距的交互電子白板系統(tǒng)設(shè)計[J].儀表技術(shù), 2010,2:46~48.[12] Tsutomu Tanzawa,Noriaki Kiyohiro,Shinji Kotani et al：The Ultrasonic Range Finder for Outdoor Mobile Robots．Intelligent Robots and Systems 95．39。Proceedings．1995 IEEE/RSJ International Conference on (Volume：3 )．[13] 鄭鋒，王巧芝，:336~340.附 錄1 電路原理圖及PCB圖Stc89c51超聲波測距電路原理圖Stc89c51超聲波測距系統(tǒng)PCB圖+5V電源PCB附 錄2 程序清單include include define uchar unsigned char define uint unsigned intdefine ulong unsigned longdefine jump_ROM 0xCCdefine start 0x44define read_EEROM 0xBEsbit DQ = P1^1。 //產(chǎn)生脈沖引腳sbit Echo = P3^2。sbit led2=P1^3。sbit k1=P3^5。sbit k3=P3^7。bit flag 。 //數(shù)碼管顯示0~9，“”以及全滅uchar outeH,outeL,i。ulong distance。void delay_20us() { uchar bt 。bt30。 }void delay_1(int n){ int i。in。}INT0_() interrupt 0 // 外部中斷是0號 { outeH =TH0。 //取出定時器的值 flag=1。 //實際溫度 DS18B20_Init()。 //時間到，讀取溫度 v=+*temp_T。 //定時器0，定時器1，16位工作方式 IT0=0。 //允許定時器0中斷 EX0=1。 //打開總中斷0 TH0=0x00。 led1=1。 flag=0。 //首先拉低脈沖輸入引腳 Echo=0。 if(k2==0) //防止按鍵抖動 { display(temp_T)。 //溫度大于90度時，蜂鳴器報警 } } if(k1==0) { delay_20us()。 delay_20us()。 while(!Echo)。 //開啟計數(shù) while(Echo)。 //關(guān)閉計數(shù) if(flag==1amp。TH0!=0amp。TL0!=0) //判斷是否成功接收到回波 { time=TH0*256+TL0。 TL0=0x00。 //算出來是CM led1=0。 P0=0xbf。 fmq=0。i0。 delay_1(1000)。 delay_1(1000)。 P0=0xc6。 } else //顯示正常距離 { bai=distance/100。 ge=(distancebai*100shi*10)。 //百位選通 P0=0xff。 Delay_ms(3)。 //十位選通 P0=0xff。 Delay_ms(2)。 //個位選通 P0=0xff。 Delay_ms(1)。 for(i=0。 i++) 。 for(。i) for(j=110。j)。 delay_us(29)。 delay_us(30)。 DQ = 0。 for(i=0。 i++)。}void write_bit(uchar bitval){ DQ=0。 delay_us(2)。}uchar read_byte(void){ uchar i,m,receive_data。 receive_data = 0。 i8。 } delay_us(2)。}void write_byte(uchar val){ uchar i,temp。 i8。 temp = temp amp。 write_bit(temp)。 }}void StartChange(){ Reset()。 write_byte(jump_ROM)。}void DS18B20_Init(){ StartChange()。} uint Get_Temp(void){ float result。 uchar TMPH,TMPL。 //開始轉(zhuǎn)換 delay_us(1)。 delay_us(1)。 write_byte(read_EEROM)。 TMPH = read_byte()。 value = 8。 result = value * + 。 return (value)。 for(j=0。j++) for(x=0。x++)。 P0 = 0xff。 Delay_ms(1)。 P0 = 0xff。 Delay_ms(1)。 P0 = 0xff。 Delay_ms(1)。 P0= 0xff。 Delay_ms(