【正文】 sbuff[4]={0,0,0,0}。void delay(unit t)。void delay_50us(uint t)。　溫度測(cè)量子程序測(cè)溫子程序是為了控制DS18B20芯片，從而完成采集溫度并向單片機(jī)傳遞溫度數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)在程序部分用的方式是查表法，預(yù)先將不同溫度下對(duì)應(yīng)的聲速通過(guò)公式（26）計(jì)算出來(lái)，并做成聲速/數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表。表41 DS18B20溫度/數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表 溫度（℃）二進(jìn)制碼十六進(jìn)制碼+00000111110100000700H +00000101010100000550H+00000001100100010191H+000000001010001000A2H+00000000000010000008H+00000000000000000000H1111111111111000FFF8H1111111101011110FF5EH1111111101101111FF6FH111111OO10010000FC90H測(cè)溫程序的編寫需嚴(yán)格遵守測(cè)溫芯片的編程要求，即主機(jī)每次與測(cè)溫芯片進(jìn)行通訊均為三個(gè)步驟，其測(cè)溫流程如下圖42所示。DQ=1。DQ=0。DQ=1。n=DQ。}void write_byte(uchar dat) //DS18B20讀取一個(gè)字節(jié)函數(shù){ for(i=0。i++){ DQ=O。0x01。 DQ=1。delay(4)。 for(i=0。i++) { DQ=0。 DQ=1。 delay(4)。}uchar readtemptaure(void){ uchar a,b。 write_byte(0x44)。 init_DS18B20()。 write_byte(0xbe)。 b=read_byte()。 b+=(aamp。 return(b)。超聲波一來(lái)一回的時(shí)間的確定是整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗之處。時(shí)間增益補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)也是先按照實(shí)驗(yàn)得的一個(gè)隨時(shí)間而變大的增益，換算為MAX5161每次應(yīng)該減小的阻值。在發(fā)射完超聲波等待接收的過(guò)程中，根據(jù)時(shí)間不斷改變MAX5161的阻值。TH0=0。temp=readtemptaure()。c=c/150。if((S200)||flag==1) { dalay(200)。 disbuff[0]=10。 //顯示“” disbuff[2]=10。 disbuff[1]=S%1000%100/10。}Display()。該顯示電路功能顯示4位數(shù)字，完全滿足該設(shè)計(jì)的顯示精度的需求。該8位共陽(yáng)極數(shù)碼管的編碼如表42所示：表42 共陽(yáng)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。}else{ P1=discoed[disbuff[posit]]。if(++posit=3)posit=0。}　時(shí)間增益補(bǔ)償程序時(shí)間增益補(bǔ)償電路會(huì)根據(jù)時(shí)間的推移，不斷變化運(yùn)放電路的輸入阻值。在V/D是低電平的時(shí)候V/D的下降沿將減小阻值，在V/D是高電平的時(shí)候V/D的下降沿將增大阻值。表43 MAX5161真值表V/DIncRwL↑○H↑○L↓H↓+上表中，L代表低電平，H代表高電平，↑代表上升沿，↓代表下降沿，○代表狀態(tài)不變，代表減少，+代表增加。流程圖如圖43所示：圖43串口通信流程圖　時(shí)間峰值檢測(cè)在本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，因?yàn)槌暡ň哂兴p的特點(diǎn)，同時(shí)超聲波換能器的壓電陶瓷會(huì)在能量轉(zhuǎn)換的時(shí)候產(chǎn)生一定的慣性滯后，使得收到的超聲波的波信號(hào)發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致反射波最終反射回單片機(jī)的那一刻具有一定誤差。值得注意的是，若將比較器的電壓臨界值設(shè)置得太大，就會(huì)增大系統(tǒng)測(cè)量的誤差，反之，將比較器的臨界值設(shè)置得太小會(huì)干擾信號(hào)觸發(fā)比較器的翻轉(zhuǎn)率，會(huì)使翻轉(zhuǎn)的概率增加，一樣使誤差增大了。本設(shè)計(jì)增加了時(shí)間增益補(bǔ)償電路，對(duì)反射波的幅值做出了相應(yīng)的補(bǔ)償，使反射波在傳播過(guò)程中下降的幅值得到補(bǔ)償，使最后收到的回波信號(hào)幅值趨于穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們觀察到，反射波的信號(hào)有一定的規(guī)律可循，具體表現(xiàn)為波形大致相同，振幅有所差異，反射波到達(dá)的峰值時(shí)間和反射波前沿到達(dá)的時(shí)間差不會(huì)因?yàn)閭鞑ラL(zhǎng)度而改變。普通的峰值檢測(cè)大部分都通過(guò)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些電路在硬件方面設(shè)計(jì)不簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)起來(lái)較為繁瑣。本設(shè)計(jì)通過(guò)軟件算法實(shí)現(xiàn)峰值時(shí)間檢測(cè)。反射波經(jīng)過(guò)LMV331比較器之后，變?yōu)?0KHz的方波。最后通過(guò)峰值時(shí)間檢測(cè)算法，就能準(zhǔn)確的辨別出超聲波反射信號(hào)返回的時(shí)間，使系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)一系列的理論研究和系統(tǒng)分析可以得出一些對(duì)于改進(jìn)系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)精確度的方法。通過(guò)對(duì)任務(wù)書的理解和對(duì)超聲波測(cè)距系統(tǒng)的基本理論的學(xué)習(xí)，本設(shè)計(jì)的基本要求是達(dá)到盲區(qū)減小到5厘米,測(cè)量的最大距離為4米,精度高達(dá)1厘米。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，分模塊進(jìn)行，最后將各個(gè)子電路整合起來(lái)，并且留有足夠的功能拓展空間，為后續(xù)開發(fā)做好準(zhǔn)備。還有，基于超聲波衍射作用而對(duì)反射波造成的幅值的不同，專們?cè)O(shè)計(jì)了雙比較器來(lái)對(duì)不同距離的發(fā)射波進(jìn)行不同處理。最后，為了精確度的進(jìn)一步提高，本設(shè)計(jì)選用的微處理器是AT89C52單片機(jī)，開始測(cè)距時(shí)，發(fā)射方波同時(shí)開啟定時(shí)器，減小了因?yàn)榘l(fā)射和計(jì)時(shí)不同步造成的測(cè)量誤差，使系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果更為接近真實(shí)值。以時(shí)間為自變量，數(shù)字電位器的增量為因變量。另外，本設(shè)計(jì)還使用軟件算法來(lái)確定反射波的峰值，使得硬件電路得到最大的化簡(jiǎn)。該超聲波系統(tǒng)用途有：物體位置的測(cè)量、液體高度的測(cè)量、智能機(jī)器人的行動(dòng)控制和汽車倒車?yán)走_(dá)等等。所以我認(rèn)為，首先，可以從改進(jìn)超聲波傳感器的方面來(lái)考慮，從超聲波傳感器的選擇來(lái)多加考慮。其次，還可以從硬件電路的設(shè)計(jì)入手，設(shè)計(jì)出效率更高的電路，減少由硬件電路的缺陷帶來(lái)的測(cè)量誤差。采用RS232C接口存在一些缺點(diǎn)，包括：信號(hào)傳遞距離有限且傳遞的效率不高，RS232總線標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)受電容允許值的限制。而且，傳送速率也不超過(guò)20Kbps。所以當(dāng)通信距離很遠(yuǎn)的時(shí)候，由于收發(fā)雙方的地電位有很大的不同，所以它的信號(hào)地上會(huì)出現(xiàn)較大的地電流同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)壓降。因此為了提高信噪比，RS232需要選用較大的電壓擺幅。如今的理論水平能夠證明溫度、氣體的密度和比熱容對(duì)聲速都有影響，但是具體的影響程度還很難精確計(jì)算出來(lái)，未來(lái)應(yīng)該多朝著這方面去努力。另外，在考慮衰減的時(shí)候，不僅僅只是考慮到聲速、散射等造成的衰減，還需要考慮到一些其他不常見的造成衰減的原因，通過(guò)查閱相關(guān)資料了解到：超聲波在傳播是，介質(zhì)也會(huì)對(duì)其造成一定的衰減。這個(gè)衰減的影響因素有許多，如：熱傳導(dǎo)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(dòng)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。跟幾十年前相比，我國(guó)的超聲波測(cè)距技術(shù)的研究已經(jīng)有了讓人矚目的成績(jī)，雖然如此，但和世界上先進(jìn)的國(guó)家比起來(lái)，還是有著不小的差距。過(guò)去在設(shè)備這方面，由于設(shè)備的落后，對(duì)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展起到很大的制約作用。超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研究，也能推動(dòng)與其相關(guān)的各行各業(yè)的發(fā)展，對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代化的發(fā)展有很大的促動(dòng)作用。參考文獻(xiàn)[1] :航空航天大學(xué)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(yáng)16位單片機(jī)經(jīng)典實(shí)踐:大學(xué)生項(xiàng)目創(chuàng)新實(shí)踐. 北京:航空航天大學(xué)出版社，2011[4] 楊欣. 實(shí)例解讀電子元器件與電路設(shè)計(jì). 北京:電子工業(yè)出版社，2009[5] 王兆安，:機(jī)械工業(yè)出版社，2000[6] :清華大學(xué)出版社，2005[7] 童詩(shī)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(jī)新穎實(shí)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(jī)械工業(yè)出版社，2004[11] 張波，:機(jī)械工業(yè)出版社，2011[12]:航空航天大學(xué)出版社，1999[13]楊振江，:中國(guó)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(jī)的高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理圖致謝最后我要向我的指導(dǎo)老師杜麗娟老師表示誠(chéng)摯的謝意，感謝老師在畢設(shè)期間給我的幫助。在此期間,我有了很大的收獲，不僅鍛煉了我的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，還培養(yǎng)了自己的實(shí)際工作能力,對(duì)即將畢業(yè)的自己有很大的意義，使我體會(huì)到實(shí)踐的艱辛。最后還要感謝華北科技學(xué)院給我提供一個(gè)好的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝電子信息工程學(xué)院的任課老師和輔導(dǎo)員們，他們教會(huì)我許多許多有用的知識(shí)，使我成為了一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。第37頁(yè) 共 30頁(yè)