基于52单片机的超声测距系统的设计说明.doc

. . . 编号信息职业技术学院毕业论文题 目基于单片机的超声测距系统的设计学生露学 号15011315院 系电子工程学院专 业应用电子系班 级150113指导教师丁向荣顾问教师俞学刚二一四年六月31 / 40摘要随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用成为研究热点，但就目前的水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限。因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术与产业领域。本设计介绍了基于单片机控制的超声测距仪的原理：由AT89S52控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收的往返时间，从而得到实测距离。并且在数据处理中采用了温度补偿的调整，用四位LCD数码管切换显示距离和温度。通过硬件和软件实现了个各个功能模块，此系统模块具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实现后可应用于需要测量的测距参数的各种应用场合。关键词：AT89S52；超声波；测距；AbstractWith the rapid development of science and technology, the application of ultrasonic wave in the range finder has become a hot topic, but the current level of technology, people can use the specific location is very limited. Therefore, it is a booming and technology and industry have unlimited prospects.The design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMC-controlled: AT89S52controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive round-trip,thus obtains the measured distance.Andthe temperature compensation adjustment is usedin the data processing, with four LCD nixie tubes display distance or temperature by switching.It has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications.Keywords:AT89S52; Ultrasonic wave; Measure distance; 目 录摘要IABSTRACTIII目 录V第一章 绪论11.1 单片机应用系统概述11.2 超声波测距系统概述21.3本设计任务的主要容21.3.1 超声波测距仪设计21.3.2 硬件电路的设计21.3.3 样机实验测试31.3.4 误差分析3第二章 超声波测距的原理52.1 超声波的基本理论52.1.1超声波的传播速度52.1.2超声波的物理性质52.1.3超声波对声场产生的作用62.1.4 超声波传感器62.2 超声波测距系统原理7第三章 系统主要硬件设计93.1 方案论证与比较93.1.1超声波发射电路93.1.2超声波接收电路103.2单片机主机系统电路123.2.1单片机电路133.2.2 复位电路143.2.3 时钟电路143.2.4 按键电路143.2.5 蜂鸣器电路143.3超声波发送电路153.4超声波接收电路163.5 温度采集DS18B20电路173.6 LCD显示电路173.7 电源电路18第四章 软件流程图21第五章 实验分析235.1 误差分析235.2 改进23第六章 总结与展望256.1总结256.2展望25致27参考文献29第一章 绪论1.1 单片机应用系统概述单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。它的出现与发展使计算机技术从通用型数值计算领域进入到智能化的控制领域。从此，计算机技术在两个重要领域通用计算机领域和嵌入式计算机领域都得到了极其重要的发展,并正在深深地改变着我们的社会。嵌入式系统无疑是当前最热门、最具有发展前景的IT应用之一。嵌入式系统的应用可以使传统的电子系统升级成为智能化的电子产品，使其成为具有“生命”的现代化智能系统。嵌入式系统一般应用于对实时响应要求较高的设备中，单片机作为嵌入式系统的核心部件，其应用使电子系统的智能化出现了意想不到的效果，常常无需对硬件资源做任何改动，只需更新系统软件就能使系统功能升级。现代社会中嵌入式系统无处不在，早已被应用在国防、国民经济、以与人们日常生活的各个领域，主要可以归纳为以下几个方面。（1）军事装备：各种武器控制（火炮控制、弹道控制、炮弹引信等），坦克、舰船、轰炸等各种电子装备，雷达、电子对抗、军事通讯装备等。（2）家用电器：各种家电产品，如数字电视、机顶盒、数码相机、VCD、DVD、可视、洗衣机、电冰箱、手机、智能玩具等。（3）工业控制：各种智能仪器仪表、数控装置、可编程控制器、分布式控制系统、工业机器人、机电一体化设备、汽车电子设备等。（4）商用设备：各种收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读器、商务终端、IC卡输入设备、自动柜员机、防盗系统等。（5）办公用品：复印机、打印机、 机、扫描仪、手机、个人数字助理（PDA）、变频空调设备、通信终端、程控变换机、网络设备等。（6）医疗电子设备：各种医疗电子仪器，如X光机、超声诊断仪、心脏起搏器、监护仪器等，以与辅助诊断系统、专家系统等。单片机应用系统的设计包括单片机基本扩展、外围电路设计和程序设计、单片机应用系统开发环境、系统可靠性设计、电磁兼容性设计等容。通常开发一个单片机系统的步骤如下：图 1-1设计步骤1.2 超声波测距系统概述在基于传统的测力距离存在不可克服的缺陷。例如，液面测量就是一种距离测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲来检测液面，电极长期浸泡于水中或其他液体中，极易被腐蚀、电解，失去灵敏性。由于超声波具有强度大，方向性好等特点，利用超声波测量距离就可以解决这些问题，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防等领域得到了广泛的应用。超声波测距电路可以由传统的模拟或者数字电路构建，但是基于这些传统电路构建的系统往往可靠性差，调试困难，可扩展性差，所以基于单片机的超声波测距系统被广泛的应用。通过简单的外围电路发生和接收超声波，单片机通过采样获取到超声波的传播时间，用软件来计算出距离，并且可以采集环境温度进行测距补偿，其测量电路小巧，精度高，反映速度快，可靠性好。1.3本设计任务的主要容1.3.1 超声波测距仪设计1） 测量距离6m； 2） 精度优于1%； 3） 进行温度补偿； 4） 显示方式采样LCD； 5） 具有抗干扰能量； 6） 体积小、功耗低、便于嵌入到其他系统。1.3.2 硬件电路的设计1) 方案的论证； 2) 元件的选择； 3) 用Protel 99SE绘制原理图。1.3.3 样机实验测试1) 实验检查； 2) 测试数据。1.3.4 误差分析1）误差的分析； 2）改进。第二章 超声波测距的原理2.1 超声波的基本理论超声波是一门以物理、电子、机械、以与材料科学为基础的、各行各业都要使用的通用技术之一。该技术在国民经济中，对提高产品质量，保障生产安全和设备安全运作，降低生产成本，提高生产效率特别具有潜在能力。因此，我国对超声波的研究特别活跃。超声技术是通过超声波的产生、传播以与接收的物理过程完成的。超声波具有聚束、定向与反射、投射等特性。按超声波振动辐射大小不同大致可以分为：用超声波使物体或物性变化的功率应用，称之为功率超声；用超声波获取信息，称为检测超声。2.1.1超声波的传播速度超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波：横波质点振动方向垂直于传播方向的波；纵波质点振动方向与传播方向一致的波；表面波质点振动介于纵波和横波之间。横波只能在固体中传播，纵波能在固体液体中和气体中传播，表面波随深度的增加其衰减很快。为了测量各种状态下的物理量多采用纵波形式的超声波。超声波的频率越高，越与光波某些特性相似。2.1.2超声波的物理性质当超声波传播到两种特性不同的介质的平面上时，一部分被反射；另一部分透射过界面，在相邻的介质部继续传播；这样的两种情况称之为超声波的反射和折射。(1) 超声波的反射和折射 当超声波传播到两种特性阻抗不同介质的平面分界面上时，一部分超声波被反射；另一部分透射过界面，在相邻介质部继续传播；这样的两种情况称之为超声波的反射和折射，如图2-1所示。图 2-1 声波反射 (2)超声波的衰减当超声波在一种介质中传播，其声压和声强按指数函数规律衰减。在平面波的情况下，距离声源x处的声压p和声强I的衰减规律如下：(3)超声波的干涉如果在一种介质中传播几个声波，于是产生波的干涉现象。若以两个频率一样，振幅和波程不等，波程差为d的两个波干涉为例。从上式看出，当d=0或d= （为整数）时，合成振幅达到最大值；当d= 时，合成振幅为最小值。由于超声波的干涉，在辐射器的周围形成一个包括最大最小的扬声场。2.1.3超声波对声场产生的作用(1) 机械作用超声波传播过程中，会引起介质质点交替的压缩与伸，构成了压力的变化，这种压力的变化将引起机械效应。超声波引起质点的运动，虽然位移和速度不大，但是与超声波振动的频率的平方成正比的质点的加速度却很大。有时足以达到破坏介质的程度。(2) 空化作用在流体动力学指出，存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定的值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振动等一系列动力学过程称为空化。(3) 热学作用如果超声波作用于介质时被介质所吸收，实际上也就是有能量吸收，同时，由于超声波的振动，使介质产生强烈的高频振荡介质相互摩擦产生热热量，这种能量使介质温度升高。2.1.4 超声波传感器超声波传感器主要有电致伸缩和磁致伸缩两类，电致伸缩采用双压电瓷晶片制成，具有可逆特性。压电瓷片具有如下特性：当在其两端加上大小和方向不断变化的交流电压时，就会产生“压电效应”，使压电瓷也产生机械变形，这种机械变形的大小以与方向与外加电压的大小和方向成正。反之，如果由超声波机械振动作用于瓷片使其发生微小的形变时，那么压电晶片也会产生与振动频率一样的微弱的交流信号。超声波传感器结构如下：图 2-2 元件部结构 图 2-3 超声波外部结构2.2 超声波测距系统原理在超声探测电路中，发射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法： 取输出脉冲的平均值电压，该电压 (其幅值基本固定 )与距离成正比，测量电压即可测得距离； 测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t，故被测距离为 S=12vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，则可认为声速基本不变 。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。超声波测距的算法设计: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15时）。X2是声波返回的时刻，X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.03S，则有340m0.03S=10.2m。第三章 系统主要硬件设计3.1 方案论证与比较单片机采用Atmel公司的AT89S52，而超声波发射和接收电路有多种，常用的电路如下：3.1.1 超声波发射电路(1) 分立元件构成的发射电路图 3-1 分立元件构成的超声波发射电路图3-1是由两只普通低频小功率三极管C9013构成的振荡、驱动电路，三极管T1、T2构成两级放大器，但是由于超声波发射头的正反馈作用，这个原本是放大器的电路变成了振荡器。超声波发射器的压电晶片可等效于一个串联LC谐振电路，具有选频作用，因此该振荡器只能振荡在超声波发射头的固有谐振频率 。第二个图中用电感L替代 这样可以增大激励电压，使其具有较大的功率输出。图3-2为由555集成芯片构成的振荡、调制、激励电路。该电路应使用双极型555（部电路由普通三极管构成），不宜使用单极型7555（部电路由CMOS电路构成，外部引脚与555一样），其原因是7555带负载能力小。图3-2 555构成的超声波发射电路图3-3是由非门构成的一个振荡器发送电路，用非门构成的电路简单，调试容易。很容易通过软件控制。图中把两个非门的输出接到一起的目的是为了提高其吸入电流，电路驱动能力提高。图3-3 由非门构成的超声波发射电路3.1.2 超声波接收电路(1)由分立元件构成的接收电路图3-4 为由三极管T1,T2和若干电阻电容组成的两级阻容耦合交流放大电路。第一级中 为集电极负载电阻； 为偏流电阻，同时引入了交直流并联电压负反馈，可以较有效的稳定静态工作点，改善非线性失真以与增益的稳定性； 是发射极负反馈电阻，引入直、交流串联电流负反馈，具有稳定工作点、增益、改善失真、提高输入阻抗等作用。图 3-4 分立元件构成的超声波接收电路(2)由运算放大器构成的接收电路1）一般式用运放组成的放大电路都要求对称的正负电源供电，这里以单电源供电，输出端的静态电位必须设置在1/2的电源电压，这由同相输入端的点位来确定， 和 分压取得1/2的电源电压加到运放的同相输入端，使其电位1/2电源电压。2）采用同相端输入方式其输入阻抗高，超声波接收传感器的输出信号接到放大器的同相端，有利于超声波传感器充分发挥接收灵敏度和自生的选频作用。3）反相端对地不提供直流通路，因此通过隔直电容提供直流通路。图 3-5 运放构成的超声波接收电路(3)CX20106构成的接收电路图 3-6 CX20106构成的接收电路以上为常用的发射和接收电路，分立元件构成的收发电路容易受到外界的干扰，体积、功耗也比较大。而集成电路构成的发射和接收电路具有调试简单，可靠性好，抗干扰能力强，体积小，功耗低的优点，所以首先考虑采用集成电路来组成收发电路。在由集成电路构成的收发电路中，发射电路我们选用由非门构成，接收电路采用由红外接收检波芯片CX20106构成，主要是考虑到系统的调试简单、成本低、可靠性好。3.2单片机主机系统电路本次我们采用了Atmel 公司的AT89S52,该单片机主要特点如下：(1) AT89S52系列单片机以8051为核，兼容MCS-51系列单片机。(2) AT89S52系列单片机、部含有Flash存储器，在系统开发可以反复擦写。(3) AT89S52采用静态时钟方式，可以节省电能。(4) AT89S52支持ISP（在线编程），不需要把单片机从电路板取下来就可以擦写程序。(5) AT89S52晶振频率高达24M，运行速度更快。(6) AT89S52价格也比较便宜 6元/片(7) 增加了看门狗电路，防止程序“走飞”，更加安全可靠。3.2.1单片机电路 图3-7 单片机主电路引脚功能：P0口用来送显示信号给LCD的数据为，P20P22送命令到LCD控制LCD的显示方式。P3.7为DS18B20温度数据采集端。P1.0接测量按键。3.2.2 复位电路单片机在RESET端加一个大于20ms正脉冲即可实现复位，上电复位和按钮组合的复位电路如下：在系统上电的瞬间，RST与电源电压同电位，随着电容的电压逐渐上升，RST电位下降，于是在RST形成一个正脉冲。只要该脉冲足够宽就可以实现复位。当人按下按钮S1时，使电容C1通过R1迅速放电，待S1弹起后，C1再次充电，实现手动复位。3.2.3 时钟电路当使用单片机的部时钟电路时，单片机的XATL1和XATL2用来接石英晶体和微调电容，如图所示，晶体一般可以选择3M24M，电容选择30pF左右。我们选择晶振为12MHz,电容33pF。图3-8时钟电路3.2.4 按键电路我们通过P1.0来启动测量，程序过查询P1.0的电平来检测是否按键被按下，电路原理如下：当按下按键时P1.0为低电平，单片机通过查询到低电平开始测量距离，当松开按键，P1.0即为高电平。在软件过软件延时来消除按键的机械抖动。3.2.5 蜂鸣器电路本次设计通过一只蜂鸣器来提示用户按键按下了，现在单片机开始了测距。蜂鸣器时一块压电晶片，在其两端加上35V的直流电压，就能产生3KHz的蜂鸣声。电路如图3-9所示：3-9蜂鸣器电路3.3超声波发送电路超声波发生器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分，超声波探头（“也称为超声波换能器”）的型号选用CSB40T（其中心频率为40KHz）。可以采用软件产生40KHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经过动器驱动后推动探头产生超声波。这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但是需要设计一个驱动电流为100mA以上的驱动电路。第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动超声波换能器产生超声波。这种方法的特点是无需驱动电路，但缺乏灵活性。本次我们采用第一种方法产生超声波，非门可以选用74LS04，具体电路如图：图 3-10超声波发送电路从图中可知，当输入的信号为高电平时，上面经过两级反向CSB40T的1引脚为高电平，下面经过一级反向后为低电平；当输入信号为低电平时，正好相反，实现了振荡的信号驱动CSB40T，只要控制信号接近40KHz，就能产生超声波。3.4超声波接收电路超声波接收包括接收探头，信号放大以与波形变换电路三部分，超声波接收探头必须与发送探头一样的型号，否则可能导致接收效果甚至不能接收。由于超声波接收探头的信号非常弱，所以必须用放大器放大，放大后的正弦波不能被微处理器处理，所以必须经过波形变换。本次设计为了降低调试难度，减少成本，提供系统可靠性，所以我们采用了一种用在彩色电视机上面的一种红外接收检波芯片CX20106，由于红外遥控的中心频率在38KHz，和超声波的40KHz很接近，所以可以用来做接收电路。CX20106是日本索尼公司的产品，采用单列8引脚的直插式封装。图3-11 CX20106部结构使用CX20106A集成电路对接收探头受到的信号进行放大、滤波。其总放大增益80db。以下是CX20106A的引脚注释。1脚：超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为40k。2脚：该脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R4或减小C4,将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C4的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R4=4.7，C4=1F。3脚：该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3f。4脚：接地端。5脚：该脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。例如，取R=200k时，f042kHz，若取R=220k，则中心频率f038kHz。6脚： 该脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，推荐阻值为22k，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。8脚：电源正极，4.55V。3.5 温度采集DS18B20电路物理学告诉我们，超声波在空气中的传播速度为：。由此可见，超声波的速度和温度密切关系，即温度每增加1C，超声波速度约增加0.61m/s，本次我们考虑温度补偿，以使我们的设计更加精确，温度的采集通常使用DS18B20一线式数字温度传感器，电路非常简洁，具体电路图如下图所示。DS18B20是美国DALLS公司推出的DS1820的替代产品，具有9、10、11、12位的转换精度，未编程时默认的精度是12位，测量精度一般为0.5C，软件处理后可以达到0.1C，温度输出以16位符号扩展的二进制数形式提供，低位在先，以0.0625C/LSB形式表达。其中高五位为扩展符号位。转换周期与转换精度有关，9位转换精度时，最大转换时间为93.7 ms，12位转换精度时，最大转换时间为750ms。DS18B20引脚判断方法是：字面朝人，从左到右依次是1 （GND）、2（输入/输出）、3（VDD）。3.6 LCD显示电路本设计采用LCD液晶显示屏显示。其具有体积小、功耗低、界面美观大方等优点，这里使用YB1602液晶屏，1602显示模块用点阵图形显示字符，显示模式分为2行16个字符。它具有16个引脚，其正面左起为第一脚:第一脚GND：接地。第二脚VCC：+5V电源。第三脚VO：对比度调整端。使用时通过接一个10K的电阻来调节。第四脚RS:寄存器选择信号线。第五脚RW:读写信号线。第六脚E：使能端，当E由高电平跳变为低电平时执行命令。第714脚：8位数据线D0D7。第十五脚BLA:背光电源正极输入端。第十六脚BLK:背光电源负极输入端。图3-12 LCD显示电路3.7 电源电路电源电路采用普通可调电源供电，该电源不含稳压器，所以在设计中需要用稳压器进行稳压，我们选用LM7805来获得稳定的+5V直流电压，LM7805引脚排列和典型应用如下图：图 3-13 LM7805引脚和典型应用表3.1 LM7085电气参数：本设计电源电路如下：图 3-14电源电路输入电压（21V）经过7805的稳压输出+5V的电压，图中的IN4007为保护7805，防止电源极性接反损坏7805，滤波电容采用100uF电解和104瓷片电容并联使用，电磁兼容的实践证明，两个差100倍的电容并联使用效果很好。第四章 软件流程图超声波测距的软件设计主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收程序与显示子程序组成。超声波测距的程序既有较复杂的计算（计算距离时），又要求精细计算程序运行时间（超声波测距时），所以控制程序可采用C语言编程。主程序首先是对系统环境初始化，设定时器0为计数，设定时器1定时。置位总中断允许位EA。进行程序主程序后，进行定时测距判断，当测距标志位cl=1，即进行测量一次，程序设计中，超声波测距频度是2次/秒。测距间隔中，整个程序主要进行循环显示测量结果。当调用超声波测距子程序后，首先由单片机产生6-8个频率为38.46kHz超声波脉冲，加载的超声波发送头上。超声波头发送完送超声波后，立即启动部计时器T0进行计时，为了避免超声波从发射头直接传送到接收头引起的直射波触发，这时，单片机需要延时约1.5 -2ms时间（这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因，称之为盲区值）后，才启动对单片机P3.7脚的电平判断程序。当检测到P3.7脚的电平由高转为低电平时，立即停止T0计时。由于采用单片机采用的是12 MHz的晶振，计时器每计一个数就是1s，当超声波测距子程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按式（2）计算，即可得被测物体与测距仪之间的距离。设计时取15时的声速为340 m/s则有：d=(ct)/2=172T0/10000cm其中，T0为计数器T0的计算值。测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LCD显示约0.5s，然后再发超声波脉冲重复测量过程。Y时间=1s?发送超声波延时避开盲区收到回波否？预设时间？启动计时器T0停止计时计算测量值超声波测距结束NNYYN图 4-1 系统软件方框图第五章 实验分析5.1 误差分析从以上看出，整机误差率不超过0.03%，但是从试验数据来看，在测量距离小于300时误差很小，而当300以上时，误差已经比较大，虽然误差率不大，但是在精确测量下是不能容忍的，从设计的方案来看，这个误差的造成是有多方面原因的。首先，超声波发射和接收头安装之间有一个夹角，如图所示： 图 5-1测量夹角这样测量的值就是一个斜边的距离。所以程序中应该进行修正。另外本次制作样机采用了两套电源系统，所以他们之间的信号传递使用了光电隔离，采用的器件是4N35，4N35会有一个延时，4N35大概为4左右，我们使用了两个，所以还应该算上8的时延。同时在使用C语言的时候，对时间的控制不是很精确，所以如果需要更加准确，需要对语句的延时统计，然后软件做出修正。5.2 改进在本设计中，为了使精度更加高，可以通过对多次测量的数据对比然后进行一个修正，同时在安装系统的时候，超声波发射头和接收头之间的距离应该为48CM左右，如果是测量距离远，则应选择较大的距离，软件设计中必须进行夹角补偿。另外做成品板子时，不要使用大量的延时器件，这些器件让时间更加不容易控制。同时给芯片一些滤波电容或者将CX20106屏蔽起来提高系统的抗干扰能力。同时指出的是，经过我们的多次的样机制作发现，超声波的发射和接收头比较脆弱，不要随意的拨动它们。而且超声波元件的价格比较昂贵，所以制作时候需要特别小心。另外在我们试验的时候发现，当超声波接收头长时间没有收到信号，然后我们在探头之间放置一个物体，但是系统会“假死”，等待10秒左右才重新测量，看来是T1定时器溢出必须要处理。所以在编写程序的时候一定要考虑到各种可能的情况。第六章 总结与展望6.1总结在查阅了大量关于超声波测距的相关参考文献后，就本设计完成了以下工作：以硬件电路实现了信号的发射和接收、供电、温度测量、显示等模块的功能。硬件设计各个模块分别采用了单片机AT89S52完成了系统设计、采用CX20106完成了超声波接收和发送电路、采用DS18B20完成了温度采集、采用LCD完成了显示电路。以软件程序实现了对信号的控制、电路的复位、时间的计算等功能。最后通过、硬件和软件的结合，来实现对超声波测距的功能，并且通过软件的设置实现了较高的精准程度。本课题所设计的超声波测距仪系统，在许多工业现场和自动控制场合都有很重要的作用。由于无法测量到5m以外的物体，电路电流比较大，不同温度下无法不能实现测距的功能，而且受电磁干扰较大等不足，在实际应用过程中会遇到很多困扰。但由于经验不足，电路硬件和软件部分还有不够完善地方，在今后的学习中会进一步的改善，争取更加完善。6.2展望利用52系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观。经实际测试证明，该类测距仪工作稳定,能满足一般近距离测距的要求，且成本较低、有良好的性价比。根据超声波的特性，距离测量时必须满足条件：被测目标必须垂直于超声波测距仪。被测目标表面必须平坦。测量时在超声波测距仪周围没有其他可反射超声波的物体。因此在测量过程中稍不小心就会接收不到超声波，而导致没有测量结果。由于超声波的往返时间由单片机AT89S52的定时器T1来记，定时器T1工作在方式1，其最大定时时间为65.536ms，可得出在常温下最大的测量距离在10m以。且因为发射功率有限，测距仪也无法测量10m外的物体。因为本系统中锁相环锁定需要一定时间，测得的距离有误差，在汽车雷达应用中可忽略不计；但在精度要求较高的工业领域如机器人自动测距等方面，此误差不能忽略，可以通过改变一些硬件的应用实现对超声波的快速锁定或根据自己的需要在程序中加入测距软件补偿的代码，使误差进一步减小，可以满足更高要求。致在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师丁向荣表示衷心的感并致以崇高的敬意！ 在论文工作中，遇到了很多问题，一直得到丁向荣老师的亲切关怀和悉心指导，使我慢慢学会解决问题的方法。丁老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、的工作作风和她敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向她表示衷心的感，感她为学生营造的浓郁学术氛围，以与学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向丁向荣老师致以最崇高的意!在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感!特别感我的师兄武中杰以与师姐丁丽娜、慧对我的学习和生活所提供的大力支持和关心!还要感一直关心帮助我成长的室友柳柳、苗文英、田洁王慧萍、梁丹丹等！在我即将完成学业之际，我深深地感我的家人给予我的全力支持！最后，衷心地感在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!参考文献1 毅刚:基于超声波的实例应用,工业大学，2000.62 楼然苗、光飞:51系列单片机设计实例，航空航天大学，2003.33 孔雅琼:基于单片机的超声波测距仪研究与开发，国防科技大学，2008.94 萤:基于单片机的超声测距系统，华中科技大学，2006. 75 王巧芝:51单片机开发应用从入门到精通，中国铁道，2011.46 永学:串口通信技术实例，航空航天大学2005.27 白顺先:超声波测距系统的设计与实现J,机械工业，2000.3,8 何希才:传感器与其应用实例，机械工业2004.29 何小海、嘉勇:微型计算机原理与接口技术，大学，2008.510 宋永东、周美丽、白宗文:高精度超声波测距系统设计，现代电子技术，2008.6