本科生 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于 52 單片機(jī)的車用超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2 ar 生 姓名 所在專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 所在班級(jí) 申請(qǐng)學(xué)位 工學(xué)學(xué)士 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 副指導(dǎo)教師 職稱 答辯時(shí)間 2012 年 6 月 2 日 目 錄 目 錄 設(shè)計(jì)總說明 . I . 設(shè)計(jì)的研究背景及意義 . 1 內(nèi)應(yīng)用于汽車測(cè)距地方法對(duì)比 . 1 2 整體方案設(shè)計(jì)及器件的選擇 . 1 聲波測(cè)距的原理 . 1 . 2 據(jù)處理的核心： . 3 . 5 音報(bào)警模塊 板載 . 6 3 超聲波電路測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 7 體電路設(shè)計(jì) . 7 聲波模塊電路 . 7 聲波顯示電路設(shè)計(jì) . 9 聲波溫度補(bǔ)償?shù)碾娐吩O(shè)計(jì) . 10 警電路設(shè)計(jì) 語音報(bào)警模塊 板載 . 10 4 超聲波測(cè)距的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 11 件設(shè)計(jì)分析 . 11 件設(shè)計(jì)思路 . 11 程序 . 11 度補(bǔ)償流程圖 . 13 5 調(diào)試及誤差分析 . 13 件調(diào)試 . 13 聲波發(fā)射啟動(dòng)： . 14 聲波模塊工作 . 14 距計(jì)算 . 15 離溢出處理及報(bào)警 . 15 試分析 . 16 差分析 . 17 鳴 謝 . 18 參考文獻(xiàn) . 19 設(shè)計(jì)總說明 I 設(shè)計(jì)總說明 隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高， 我國(guó)的汽車數(shù)量正逐年增加。同時(shí)汽車駕駛?cè)藛T中非職業(yè)汽車駕駛?cè)藛T的比例也 逐年增加。在公路、街道、停車場(chǎng)、車庫等擁擠、狹窄的地方倒車時(shí)，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會(huì)發(fā)生事故。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)， 15的汽車碰撞事故是因倒車時(shí)汽車的后視能力不良造成的。因此 ,增加汽車的后視能力，研制汽車后部探測(cè)障礙物的倒車 報(bào)警裝置 便成為近些年來的研究熱點(diǎn)。安全避免障礙物的前提是快速、準(zhǔn)確地測(cè)量障礙物與汽車之間的距離。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者開始逐步重視倒車報(bào)警器在實(shí)際方面的應(yīng)用，在低成本的基礎(chǔ)上力求高精度，這對(duì)于降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)技術(shù)發(fā)展和普及倒車?yán)走_(dá)具有很重要的意 義 1。 本設(shè)計(jì)采用 片為核心 ，三個(gè) 聲波測(cè)距模塊為采樣對(duì)象，顯示模塊。三個(gè)超聲波模塊分別位于汽車的后方的左中右，實(shí)時(shí)把汽車后部距離障礙物的距離顯示給駕駛員，當(dāng)某個(gè)距離少于 10音報(bào)警模塊播報(bào)錄音對(duì)駕駛員提出預(yù)警。 經(jīng)試驗(yàn)證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)時(shí)性能好，可以有效地解決汽車倒車碰撞，能讓汽車?？康母诱R，駕駛員更加輕松、安全地倒車。 關(guān)鍵詞： （ 52單片機(jī) ； 汽車倒車 ；超聲波模塊 ） I of in s in of by in it is to 5% to is So is If ar to in My is at as a as in of to to at of is 0on s is it it is a to be 52 東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 基于 52單片機(jī)的車用超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電氣工程及其自動(dòng)化， 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 設(shè)計(jì)的 研究背景及意義 超聲波是指頻率高于 20于機(jī)械波的范疇，遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)中的 分界面處發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生的衰減等，正是因?yàn)橛羞@些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測(cè)量，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ，科技水平的不斷提高，電子測(cè)量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，超聲波測(cè)量精度高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞，所以超聲波測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們的生活和工作中1。 超聲波測(cè)距是一種非接觸檢測(cè)技術(shù)，不受光線、 被測(cè)對(duì)象顏色的影響，比其他儀器更加衛(wèi)生，具有不污染、高可靠、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于紙業(yè)、礦業(yè)等行業(yè)中，可在不同環(huán)境中進(jìn)行距離測(cè)量的準(zhǔn)確度的在線標(biāo)定，可直接用于水、酒精、等液位控制，能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求。因?yàn)槌暡y(cè)距具有以上的這些特點(diǎn)，使得其在汽車防碰撞方面有廣泛的應(yīng)用 1。 內(nèi)應(yīng)用于汽車測(cè)距地方法對(duì)比 目前，運(yùn)用于汽車的測(cè)距的主要有以下四種方式：超聲波測(cè)距、 毫米波雷達(dá)測(cè)距、攝像系統(tǒng)測(cè)距、激光測(cè)距。雷達(dá)測(cè)距能夠探測(cè)多目標(biāo)，精度高，受天氣影響較少，已達(dá)到實(shí)用水平。作為車載雷達(dá)，卻存在著電磁波的干擾問題，必須防止因雷達(dá)間以及其他通訊設(shè)施的電磁波干擾而發(fā)生的誤動(dòng)作。目前，車載雷達(dá)測(cè)距主要作為防撞雷達(dá)，防止在高速公路上發(fā)生的追尾碰撞。 攝像系統(tǒng)測(cè)距模仿人體視覺原理，測(cè)量精度高。但目前 價(jià)格較高，同時(shí)由于受軟件和硬件的制約，成像速度較慢。 激光測(cè)距儀雖然具有測(cè)量時(shí)間短，量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，但同樣被高昂的價(jià)格制約著他的發(fā)展。 超聲波測(cè)距原理簡(jiǎn)單，制作方便，成本較低， 雖然受環(huán)境因素不能用于遠(yuǎn)距離和高精度測(cè)量，但由于其理想的測(cè)量距離為 4于汽車的倒車防碰撞剛好合適 1。 2 整體方案設(shè)計(jì)及器件的選擇 聲波測(cè)距的原理 諧振頻率高于 20聲波稱為超聲波。超聲波 為直線傳播方式，頻率越高，反射廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 能力越強(qiáng)，而繞射能力越弱。利用超聲波這種特性，常常利用檢測(cè)其發(fā)射時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。其工作原 理是：超聲波模塊向介質(zhì)發(fā)射超聲波，聲波遇到目標(biāo)后必然有反射回波 作用在模塊上。若已知介質(zhì)中勝訴為 c，回波到達(dá)時(shí)刻與發(fā)射波的時(shí)間差為 t，就可以算出發(fā)射點(diǎn)與反射點(diǎn)的距離為 s： s=c*t/2. 2 式中的 C 為超聲波在空氣中的傳播速度 340m/s，其與溫度有關(guān)。如果環(huán)境溫度變化顯著，必須考慮進(jìn)行溫度補(bǔ)償?？諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系可以表示為： c=2 原理及參數(shù) 圖 2聲波集成模塊正面外觀圖 圖 2聲波集成模塊背面外觀圖 聲波測(cè)距模塊 可提供 2非接觸式距離感應(yīng)測(cè)距功能，模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。 基本工作原理： （ 1）、采用 發(fā)測(cè)距，至少給出 10高電平信號(hào)； （ 2）、模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40波，自動(dòng)檢測(cè)是都有信號(hào)返回； （ 3）、有信號(hào)返回，通過 出一個(gè)高電平，高電平的持續(xù)時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)試距離 =（高電平時(shí)間 *聲速（ 340m/s） /2； 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 據(jù)處理的核心： 片 圖 2片機(jī)引腳圖及實(shí)物圖 性能 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 儲(chǔ)器。使用 司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80品指令和引腳完全兼容。片上 許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 在系統(tǒng)可編程 得 3。 ： 是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫 “1” 時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， 具有內(nèi)部上拉電阻。 在 程時(shí)， 也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 ： 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ ： 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 裝 4 個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電 流（ 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 時(shí)， 送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， 使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 輸出 存器的內(nèi)容。 在 程和校驗(yàn)時(shí)， 也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 ： 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) 輯電平。對(duì) 口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為 輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ 二功能）使用，如下表所示。 在 4。 第二功能： 行輸入口） 行輸出口） 中斷 0） 中斷 1） 時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） 時(shí)計(jì)數(shù)器 1） 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選 通） 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， 以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) 沖。對(duì) 儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ 中的 8元的 置位，可禁止 作。該位置位后，只有一條 能將 活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 止位無效 5。 程序儲(chǔ)存允許（ 出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) 數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 號(hào)。 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 外部訪問允許，欲使 訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000 必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 狀態(tài)。如 為高電平（接 ）， 執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 振蕩器反相放大器的輸出端 6。 由于考慮到汽車倒車環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)聲速進(jìn)行溫度補(bǔ)償將大大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型 號(hào)多種多樣，有 等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的 用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域 11。 圖 2引腳圖及實(shí)物圖 特點(diǎn) :獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 至 無需 備用電源 測(cè)量溫度范圍為 C 至 +125 。華氏相當(dāng)于是 F 到 257 華氏度 C 至 +85 C 范圍內(nèi)精度為 C 溫度傳感器可編程的分辨率為 912 位 溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字格式最大值為750 毫秒 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)， 消費(fèi)電子產(chǎn)品 溫度計(jì)，或任何熱敏感系統(tǒng) 描述該 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 至 12 位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù)。信息被發(fā)送到 /從 過 1 線接口，所以 中央微處理器 與 有一個(gè)一條廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€(gè) 包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè) 以同時(shí)存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測(cè)建筑物 內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)和控制 18。 音報(bào)警 模塊 板載 片 板載 音模塊具有接線簡(jiǎn)單，容易控制等特點(diǎn)，只需在 腳上連上單片機(jī)的某個(gè) ，當(dāng)給出一個(gè)有效電平時(shí)，語音模塊即可播放預(yù)先錄制的聲音。 1、板載咪頭，可以直接錄音 2、可以進(jìn)行 10秒左右的語音錄放 3、高質(zhì)量自然的語音還原，可用作喊話器模塊 4、帶循環(huán)播放，點(diǎn)動(dòng)播放，單遍播放功能 5、芯片主要的引腳已經(jīng)引出，可以通過單片機(jī)控制操作 6、工作電壓： 3 5V 圖 2板載 片 模塊的正面實(shí)物圖 整體電路的控制核心為單片機(jī) 個(gè)超聲波發(fā)射和接收模塊 汽車的左、中、右數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并發(fā)送到芯片處理。 對(duì)實(shí)時(shí)溫度采集保證聲速誤差盡量減少。所測(cè)得的數(shù)據(jù)全部顯示在 面，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)顯示的距離少于10 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 3 超聲波電路測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 體電路設(shè)計(jì) 圖 3 整體電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖 三個(gè) 聲波模塊發(fā)出 40信號(hào)，遇到障礙物后返回并發(fā)給單片機(jī)一個(gè)有效電平，單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器記錄期間的時(shí)間 T，結(jié)合被 正了的 聲速計(jì)算出距離并顯示在 同顯示的還有實(shí)時(shí)的溫度。當(dāng)某個(gè)測(cè)量距離少于 10， 聲波模塊電路 示 音報(bào)警 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 圖 3超聲波模塊發(fā)射電路 圖 3 超聲波 模塊接收電路 圖 3超聲波時(shí)序圖 以上時(shí)序圖表明只要提供一個(gè) 10上的脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個(gè) 40旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出 回響 信號(hào)。 回響信號(hào)的脈沖寬度與所測(cè)距離成正比。由此通過發(fā)射信號(hào)到回收的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 9 聲波顯示電路設(shè)計(jì) 圖 3 塊正面圖 圖 3塊的電路引腳接線 由于本設(shè)計(jì)連接三個(gè)超聲波模塊，一個(gè)溫度檢測(cè)芯片，要顯示的內(nèi)容較多，綜合考慮采用 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等 的 點(diǎn)陣 型 液晶模塊它有若干個(gè) 5者 5點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用 。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ 經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等 。 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： 電源地 第 2 腳： 5V 電源正極 第 3 腳： 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 調(diào)整對(duì)比度）。 第 4 腳： 寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳： 讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6 腳： E(或 為使能 (。 第 7 14 腳： 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15 16 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極， 16 腳背光負(fù)極。 聲波溫度補(bǔ)償?shù)碾娐吩O(shè)計(jì) 出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可以根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9以在 750完成 9 位和 12 位 的數(shù)字量，并且從出的信息或?qū)懭?信息僅需要一根接線的讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本線也可以向所掛接的 電，無需額外電源。因而使用以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，可靠性更高。由于聲速受氣溫的影響比較大，所以通過 量減少 測(cè)距中的誤差。 圖 3引腳接線 警電路設(shè)計(jì) 語音報(bào)警 模塊 板載 片 圖 3音報(bào)警模塊的引腳接線 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 當(dāng)測(cè)量的距離少于系統(tǒng)設(shè)定的值（本系統(tǒng)預(yù)設(shè)值為 10給 腳一個(gè)高低電平（專門用于出發(fā) 語音芯片收到信號(hào)，開始播報(bào) 預(yù)先錄制的音樂。 語音報(bào)警模塊 板載 部電路 圖 3音報(bào)警模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 4 超聲波測(cè)距的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 件設(shè)計(jì)分析 完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)之后，接下來就是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)所需要完成的主要是針對(duì)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用。由以上所述系 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和各個(gè)電路功能，系統(tǒng)軟件需要實(shí)現(xiàn)以下功能： 1. 信號(hào)控制。在系統(tǒng)硬件中，已經(jīng)完成了 單片機(jī)的連接。在系統(tǒng) 軟件 設(shè)計(jì)中只需要 完成循環(huán)控制觸發(fā)或接收各個(gè)超聲波模塊的信號(hào)。 2. 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。測(cè)量系統(tǒng)中需要得到發(fā)射信號(hào)和接收回波的時(shí)間差，需要讀出計(jì)數(shù)器的值，然后存儲(chǔ)在 ，在發(fā)射下一個(gè)信號(hào)前，需要對(duì)定時(shí)器以及存儲(chǔ)參數(shù)清零。 3. 數(shù)據(jù)處理以及顯示。 的計(jì)數(shù)值通過程序得到真實(shí)值 *通過 示出來，必要時(shí)啟動(dòng)語音芯片。 軟件設(shè)計(jì)思路 程序 主程序的流程圖如下圖所示。主程序 首先對(duì)系統(tǒng)各個(gè)連接的硬件進(jìn)行初始化，包括設(shè)置 工作方式，開中斷， 1602 的初始化等。然后控制給超聲波模塊觸發(fā)管腳一個(gè)個(gè)持續(xù) 10有效信號(hào)， 超聲波模塊開始發(fā)射 8 個(gè) 40周期電平信號(hào)， 一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出 回響 信號(hào)。 回響信號(hào)的脈沖寬度與所測(cè)距離成正比?；仨懶盘?hào)剛變高電平時(shí)，開啟定時(shí)器，等到電平拉低，關(guān)閉定時(shí)器并 記錄時(shí)間 T。程序進(jìn)入計(jì)算子程序，中間首先執(zhí)行記速程序，利用 正當(dāng)時(shí)速度。通過一系列判斷（超過 4m 發(fā)生溢出 ,低于設(shè)定的 10動(dòng)語音報(bào)警）顯示在 面。 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 圖 4 系統(tǒng)程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 1602 初始顯示 超聲波發(fā)射子程序 啟動(dòng)溫度修正程序 判斷距離 循環(huán)計(jì)算三個(gè)模塊的距離 顯示 示距離 顯示距離 啟動(dòng)語音報(bào)警 結(jié)束 超出 4m 少于 10東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 度補(bǔ)償流程圖 圖 4溫度補(bǔ)償流程圖 考慮到溫度對(duì)聲速的影響，程序在一開始就進(jìn)行溫度采集，在關(guān)閉定時(shí)器后，修正聲速后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 5 調(diào)試及誤差分析 件調(diào)試 由于本設(shè)計(jì)采用的是模塊連接，連接前首先保證 已連接，有萬用表可以測(cè)試一下它們是否已經(jīng)有效連接。連接前，可以先測(cè)試各 個(gè)模塊是否能夠工作，其功能能否達(dá)到要求。 硬件測(cè)試好后，便可以將程序便已下載到單片機(jī)中試運(yùn)行。根據(jù)實(shí)際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的時(shí)間間隔，以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，測(cè)距儀能測(cè)量的范圍為 距儀最大的誤差不應(yīng)超過 1統(tǒng)調(diào)試完后 應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用效果要求。本設(shè)計(jì)使用 廣東海洋大學(xué) 2012 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 圖 5 程序編譯界面 設(shè)計(jì)采用調(diào)用多個(gè)頭文件的方法，這樣層次和思路比較清晰，其中的包括 讓調(diào)用起來比較節(jié)省時(shí)間，修改也很方便。 聲波發(fā)射 啟動(dòng) ： /啟動(dòng)模塊 1 ; ; /啟動(dòng)一次模塊 ;00)|1) /超出測(cè)量范圍顯示“ -” ; , 1, 1); , 1, 0); /顯示 點(diǎn) , 1, 1); , 1, 1); , 1, 2); /顯示 M =S%1000/100; /定義距離數(shù)組 =S%1000%100/10; =S%1000%10 %10; , 1, ); , 1, 0); /顯示點(diǎn) , 1, ); , 1, ); , 1, 2); /顯示 M S1=*10+; 1 /主體程序 #, , , , /*/ /斷用來計(jì)數(shù)器溢出 ,超過測(cè)距范圍 ; /中斷溢出標(biāo)志 /*/ ; /啟動(dòng)等待，等 ; /; /延時(shí)片刻 (可不要 ) ; ; X 480us ; 4);/;/受到回應(yīng) 0); ; /*1820 讀時(shí)序 */ i; ; i=0;i1; _; _; _; 附 錄 27 _; if(dt=0);/ /*1820的寫時(shí)序 */ d) i; i=0;dq=d&0 0); ; d=d1; /*溫度轉(zhuǎn)換 */ ; 00); ; ; ; if(6) 附 錄 28 ;/零下溫度 ; ; ;/向 /對(duì)零下溫度取反加一 t=60+ /*數(shù)據(jù)處理 */ /i; if(3; 1; t/100%10; t%100/10; ge=t%10; ;/讀取溫度 ;/數(shù)據(jù)處理 0,1