超聲波測距儀朱淼森

1、滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系設(shè)計課題： 超聲波測距儀 目 錄目 錄2摘 要4第一章 概述11.1 系統(tǒng)功能要求11.1.1基本要求11.1.2發(fā)揮部分11.2 系統(tǒng)設(shè)計方案11.2.1超聲波測距模塊21.2.2顯示模塊21.2.3主控模塊21.2.4電源模塊3充電控制模塊3第二章 硬件設(shè)計32.1 超聲波測距模塊32.1.1設(shè)計方案32.1.2 HC-SR04芯片介紹42.1.3超聲波測距模塊原理42.2 顯示模塊52.2.1設(shè)計方案52.2.2 1602液晶顯示器介紹162.2.3 1602液晶顯示器原理62.3 主控模塊72.3.1設(shè)計方案72.3.2 STC12C5A60S2單片機介紹27

2、2.3.3STC12C5A60S2單片機原理82.4 總體硬件設(shè)計92.4.1總體設(shè)計方案92.4.2完整硬件電路圖9第三章 軟件設(shè)計103.1 1602液晶屏顯示驅(qū)動模塊103.1.1軟件設(shè)計方案103.1.2軟件流程103.1.3軟件代碼113.2 A/D檢測模塊143.2.1軟件設(shè)計方案143.2.2軟件流程圖153.2.3軟件代碼3153.3 超聲波測距模塊173.3.1軟件設(shè)計方案173.3.2軟件流程圖173.3.3軟件代碼183.4 軟件整體流程253.4.1軟件整體設(shè)計方案253.4.2主函數(shù)程序結(jié)構(gòu)25第五章 系統(tǒng)結(jié)果265.1超聲波測距儀性能介紹265.2超聲波測距儀結(jié)果分

3、析26致 謝28參考文獻29摘 要超聲波測距儀要求測量范圍在5cm500cm，測量精度1cm，測量時與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測量結(jié)果。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波常用于距離測量。超聲波測距儀，可以應(yīng)用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可用于液位、井深、管道長度等測量的場合。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因為往往在移動機器人的研制中得到了廣泛的應(yīng)用。本組設(shè)計的超聲波測距儀采用HC-SR04模塊實現(xiàn)了超聲波的發(fā)射與接收，采用STC12C5A60S2單片機做為該測

4、距儀的控制核心，此設(shè)計易于調(diào)試，成本低廉，具有很強的實用價值和良好的市場前景。關(guān)鍵詞：超聲波傳感器，單片機，測距儀第一章 概述聲波分為縱波和橫波等，聲波可以在任意介質(zhì)當中傳播稱之為縱波。當聲波受到尺寸大于其波長的目標物體阻擋時就會產(chǎn)生反射，反射波稱為回聲。假如聲波在介質(zhì)中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達目標然后返回聲源的時間可以測量得到，那么就可以計算出從聲源到目標的距離。超聲波測距儀就是基于上面原理而設(shè)計的。這里聲波傳播的介質(zhì)為空氣，采用的是方向性較好的超聲波。1.1 系統(tǒng)功能要求1.1.1基本要求（1）最大測距距離 5m，最小測距距離 5cm。（2）測量精度小于 1cm。（3）人機界

5、面友好，操作方便，用液晶屏或數(shù)碼管顯示測量值。（4）自帶可充電電池作為電源，充電電池用 USB 口充電。1.1.2發(fā)揮部分（1）最大測距距離提高到 10m。（2）測量精度提高到 5mm。（3）使用兩套以上設(shè)備實現(xiàn)“一問一答”的二次雷達工作方式進行距離測量。各套設(shè)備發(fā)射不同編碼波形實現(xiàn)自身個體身份識別，并以此同時測量自身與其它多個個體之間的距離。1.2 系統(tǒng)設(shè)計方案根據(jù)系統(tǒng)功能要求，本此設(shè)計的思路是將系統(tǒng)分為電源模塊、主控模塊、超聲波測距模塊、顯示模塊和充電控制模塊五個部分（如圖1-1所示）進行分步設(shè)計。電源模塊主控模塊充電控制模塊顯示模塊超聲波測距模塊圖1-1系統(tǒng)功能框圖測量距離的方法有很多種

6、，短距離的可以用米尺，遠距離的有激光測距等，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。因為超聲波在標準空氣中的傳播速度為331.45米/秒，由單片機負責計時，系統(tǒng)的測量精度理論上可以達到毫米級。超聲波測距的原理一般采用渡越時間法TOF（timeofflight），也可以稱為回波探測法。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在介質(zhì)中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。根據(jù)傳聲介質(zhì)的不同，可分為液介式、氣介式和固介式三種。根據(jù)所用探頭的工作方式，又可分為自發(fā)自收單探頭方式和一發(fā)一收雙探頭方式。超聲波在空氣中(20)的傳播速度為340m/s

7、(實際速度為344m/s這里取整數(shù))，根據(jù)計時器記錄的時間就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離，公式S=340*t/2。超聲波測距模塊超聲波測距模塊用于實現(xiàn)本系統(tǒng)核心功能，是本次設(shè)計首先考慮的內(nèi)容，超聲波測距模塊的好壞，直接決定了產(chǎn)品的性能。顯示模塊顯示模塊是人際交換的重要平臺之一，顯示模塊的好壞直接決定了用戶的體驗，所以選擇什么樣的顯示器件也是很重要的。主控模塊主控模塊是本次設(shè)計的核心器件，它起到了“大腦”的作用，在一定程度上決定了產(chǎn)品的性能和功能；強大的單片機可以豐富產(chǎn)品功能，增加用戶體驗和產(chǎn)品性能，更利于軟件開發(fā)等。所以選擇什么樣的單片機更加實惠，性能會更好，也是硬件設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)。1.2

8、.4電源模塊電源模塊是超聲波測距儀的“心臟”，只有給超聲波測距儀的各個“器官”提高足夠的功率，這些“器官”才能發(fā)揮自己的作用，所以選擇一個適合超聲波測距儀的“心臟”也是很重要的，在整體上影響了產(chǎn)品的性能，畢竟超聲波測距儀是手持式的，具有便攜的功能，電源模塊也需要短小精悍。充電控制模塊這個模塊在超聲波測距儀中也是不可缺少的，它性能的優(yōu)良關(guān)系到產(chǎn)品的性能和耐用度。根據(jù)設(shè)計要求，我們知道需要用USB接口給充電電池充電，如果我們用USB接口直接連接外部的USB電源的話，那么USB接口標準電壓為5V，電池電壓不低于5V，這時充電就無法進行。我們?yōu)榱丝梢杂肬SB接口對充電電池充電，采用的是：一個USB接口

9、母頭、升壓模塊、JZC-32F繼電器、發(fā)光二極管共同組成充電控制模塊。在超聲波測距儀正常工作時使用電池直接供電，當電量不足時發(fā)管二極管點亮來提示電量不足。在為電源模塊充電時，外接5v充電器連接超聲波測距儀的USB接口，通過升壓模塊來提升充電電壓，用單片機來控制繼電器為電池充電。第二種方案還帶有電池電量檢測功能，可以再電池電量不足的時給予提示，避免了由于電池電量不足而影響超聲波測距精度。第二章 硬件設(shè)計2.1 超聲波測距模塊2.1.1設(shè)計方案超聲波測距模塊用于實現(xiàn)本系統(tǒng)核心功能，是本次設(shè)計首先考慮的內(nèi)容，在設(shè)計時，本組確實考慮了兩種方案。方案一：選取超聲波收發(fā)探頭作為核心器件，配合外部電路以及超

10、聲波信號處理芯片（CX20106）自主設(shè)計測距模塊。這種方案可以控制超聲波的發(fā)射接收頻率，具有很強系統(tǒng)優(yōu)化功能，但是外部電路復(fù)雜，參數(shù)匹配要求較高，且測距的精度和距離不夠高。方案二：購買市面上已經(jīng)成熟的超聲波測距模塊。這種超聲波模塊的發(fā)射接收頻率固定，不具有系統(tǒng)優(yōu)化的可能，但是信號接收精度高，控制簡單。經(jīng)過比較，方案二既能夠滿足設(shè)計要求，同時對控制程序的要求較低，因此選取方案二作為本模塊的設(shè)計方案。 HC-SR04芯片介紹HC-SR04芯片是超聲波模塊，它由STC11單片機、MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片、TL074四個集成的運算放大器組成。使用HC-SR04超聲波模塊，可以很方便的與單片機連接，并

11、且超聲波測距的精度很高，驅(qū)動程序也很好編寫。HC-SR04超聲波模塊也是由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部分包括，STC11系列的單片機，MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片和超聲波發(fā)射頭組成。接收部分包括：TL074芯片和超聲波接收頭。STC11系列的單片機芯片主要起到控制作用，起到和我們使用的單片機進行通訊，包括TX引腳的啟動電平和RX引腳的接收電平。我們將單片機輸出TX=1，啟動信號后，STC11單片機打開MAX232芯片的電源開關(guān)，并且輸出8個40kHz的方波信號給MAX232芯片，MAX232芯片是電平轉(zhuǎn)換芯片，在這里的作用就是電平轉(zhuǎn)換，將5V電平轉(zhuǎn)換到12V輸出。這樣可以提高發(fā)射功率，我們知道功

12、率和電壓和電流有關(guān)，現(xiàn)在電流不變，電壓升高，那么超聲波發(fā)射的功率顯然就上升了。功率的提升可以增加超聲波檢測的距離和精度。正是有了這個模塊，所以HC-SR04的性能這能這樣好。TL074芯片是4個集成運放電路。而且它是低噪聲輸入的JFET的運算放大器，可以很好的將超聲波接收頭接收到的信號，進行放大，整形等。通過三極管控制和STC11單片機的通訊信號，拉低或者拉高。所有的信號經(jīng)過STC11單片機處理后，和我們使用的主控芯片進行通訊和數(shù)據(jù)傳輸。超聲波測距模塊原理（1）超聲波測距原理：超聲波是利用反射的原理測量距離的，被測距離一端為超聲波傳感器，另一端必須有能反射超聲波的物體。測量距離時，將超聲波傳感

13、器對準反射物發(fā)射超聲波，并開始計時，超聲波在空氣中傳播到達障礙物后被反射回來，傳感器接收到反射脈沖后立即停止計時，然后根據(jù)超聲波的傳播速度和計時時間就能計算出兩端的距離。測量距離L為L=（t/2)*c 超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距離障礙物的距離（s）即：s=340t/2。這就是所謂的時間差測距法。 （2）原理圖：圖2-1-1是和單片機連接的原理圖；圖2-1-2是HC-SR04內(nèi)部原理圖。圖2-1-1 HC-SR04原理圖圖2-1-2 HC-SR04內(nèi)部原理圖2.2 顯示模塊2.2.1設(shè)計方案在顯示模塊的設(shè)計方案中，選擇什么型號的顯示器件，

14、關(guān)乎到用戶體驗，本組認為數(shù)碼管不利于控制，且視覺效果不好，所以選取了1602液晶屏作為主要顯示器件，相對于數(shù)碼管，液晶屏的顯示信息數(shù)量更多，而且數(shù)據(jù)更清晰，這樣用戶使用時能更清楚、直觀的明白距離等信息，同時配合發(fā)光二極管作為報警器件，可以擁有更好的用戶體驗。 1602液晶顯示器介紹11602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、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好

15、）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。市面上字符液晶大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。2.2.3 1602液晶顯示器原理（1）1602液晶顯示器工作原理： （2）原理圖：圖2-2-1是1602液晶顯示器與單片機連接原理圖；圖2-2-2是1602液晶顯示器的實物圖。圖2-2-1 1602液晶屏接線圖圖2-2-2 1602液晶屏實物圖2.3 主控模塊2.3.1設(shè)計方案主控模塊是控制超聲波發(fā)射與接收的核心器件，選取什么型號的單片機是至

16、關(guān)重要的。STC59C52RC單片機使用起來比較簡單，程序也容易編寫，但是考慮到，以后超聲波測距儀功能的拓展和本次設(shè)計要求，如檢測距離的精度高，且要進行A/D檢測等，經(jīng)過挑選，最終選擇了STC12C5A60S2單片機作為本次超聲波測距模塊的主控芯片，這款單片機具有執(zhí)行速度快，且內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換，符合了本次設(shè)計的功能要求。 STC12C5A60S2單片機介紹2STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路P

17、WM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機控制，強干擾場合具體功能如下：（1） 增強型8051 CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；（2） 工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V(5V單片機)STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V(3V單片機)；（3） 工作頻率范圍：0 - 35MHz，相當于普通8051的 0420MHz；（4） 用戶應(yīng)用程序空間8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)；（5） 片上集成1280字節(jié)RAM；（6） 通用I/O口(

18、36/40/44個)，復(fù)位后為：準雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)，可設(shè)置成四種模式：準雙向口/弱上拉，推挽/強上拉，僅為輸入/高阻，開漏，每個I/O口驅(qū)動能力均可達到20mA，但整個芯片最大不要超過55Ma；（7） ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程)，無需專用編程器，無需專用仿真器 可通過串口(P3.0/P3.1)直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；（8） 有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM)；（9） 內(nèi)置看門狗；（10） 時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/-5%到+/-10%以內(nèi)) 1用戶在下載用戶程序

19、時，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時鐘，常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機為：11MHz15.5MHz，3.3V單片機為：8MHz12MHz，精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，以實際測試為準；（11） 共4個16位定時器 兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨立波特率發(fā)生器 做串行通訊的波特率發(fā)生器 再加上2路PCA模塊可再實現(xiàn)2個16位定時器；（12） 2個時鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時鐘；（13） PWM(2路)/PCA(可編程計數(shù)器陣列,

20、2路)：可用來當2路D/A使用、也可用來再實現(xiàn)2個定時器、也可用來再實現(xiàn)2個外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時支持）；（14） A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達250K/S(每秒鐘25萬次)18.通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時器或PCA軟件實現(xiàn)多串口。2.3.3STC12C5A60S2單片機原理STC12C5A60S2單片機控制原理：圖2-3-1 STC12C5A60S2引腳圖2.4 總體硬件設(shè)計2.4.1總體設(shè)計方案在上面我們已經(jīng)提到了，我們所有的硬件模塊都是根據(jù)設(shè)計要求而得到的，總體設(shè)計思路如下：當接通電源后

21、，電源給所有硬件電路供電，同時單片機對電源模塊進行電壓檢測，因為電池電量和電池電壓有直接關(guān)系，所以我們可以通過檢測電池電壓知曉電池的電量，這樣在電池沒電時，可以發(fā)出報警信號，當電池過充時，同樣可以報警和利用繼電器關(guān)閉充電回路。并且單片機可以實時將電池電量顯示在1602液晶屏上面，增加信息量。當上電時，單片機不僅會對電池電壓進行檢測，而且當電池電壓不高不低時，會控制HC-SR04超聲波模塊發(fā)出超聲波，并且打開定時器，當超聲波反射回來的時候，關(guān)閉定時器，然后計算出距離數(shù)據(jù)，最后驅(qū)動1602液晶屏顯示出來。這就是我們超聲波測距儀的整體設(shè)計思路。2.4.2完整硬件電路圖通過上面的設(shè)計方案和設(shè)計要求，本

22、組設(shè)計出了完整的電路圖，如圖2-4-1所示。圖2-4-1超聲波測距儀完整電路圖第三章 軟件設(shè)計3.1 1602液晶屏顯示驅(qū)動模塊3.1.1軟件設(shè)計方案根據(jù)1602液晶屏的資料，我們可以知道1602液晶屏有16個引腳，數(shù)據(jù)腳有8個，與操作相關(guān)的引腳有3個，分別是RS數(shù)據(jù)/命令選擇端、R/W讀寫選擇端、E使能信號。知道這些引腳功能，并且知道了操作1602的時序后，就可以編寫出1602液晶屏的操作讀寫代碼。通過這些讀寫代碼，我們單片機就可以與1602液晶屏進行通訊，也就可以讓1602液晶屏顯示出我們想顯示的內(nèi)容了。3.1.2軟件流程我們查詢資料可以得到1602液晶屏的基本操作時序，如：寫命令：RS=

23、0.RW=0,D0-D7=指令碼,E=高脈沖。寫數(shù)據(jù)：RS=1,RW=0,D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖。具體的寫時序圖如下所示：圖3-1-1是寫指令時序圖；圖3-1-2是寫數(shù)據(jù)時序圖。 圖3-1-1 1602液晶屏寫指令時序圖 圖3-1-2 1602液晶屏寫數(shù)據(jù)時序圖3.1.3軟件代碼#include#includeSTC12C5A60S2.Hsbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit E=P27;extern void delay_ms(unsigned int j);unsigned char P00(unsigned char i)unsigned char da=0,n;

24、for(n=8;n0;n-)da=da1;return(da);bit lcd_bz()/查忙函數(shù)bit busy;RS=0;/選擇目標為指令寄存器RW=1;/讀操作E=1;/拉高E端口_nop_();_nop_();/busy=(P0&0x80)7; /取出D7位（忙信號）busy=P0&0X01;_nop_();_nop_();E=0; /E端產(chǎn)生下降沿return busy; /返回忙信號void lcd_wcmd(unsigned char cmd)/寫指令函數(shù)unsigned char cmd1;while(lcd_bz();/查忙cmd1=P00(cmd);RS=0;/選擇目標為指

25、令寄存器RW=0;/寫操作P0=cmd1; /發(fā)送指令數(shù)據(jù)E=1; /拉高E端口_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=0; /E端產(chǎn)生下降沿，數(shù)據(jù)寫入指令寄存器void lcd_wdat(unsigned char dat)/寫數(shù)據(jù)函數(shù)unsigned char dat1;while(lcd_bz();/查忙dat1=P00(dat);RS=1;/選擇目標為數(shù)據(jù)寄存器RW=0; /寫操作P0=dat1; /發(fā)送顯示內(nèi)容數(shù)據(jù) E=1;/拉高E端口_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();E=0; /E端產(chǎn)生下降沿，數(shù)據(jù)寫入指令寄存器void

26、lcd_init()/初始化函數(shù)lcd_wcmd(0X38);/8位總線，雙行顯示，字符大小5*7delay_ms(1);lcd_wcmd(0x0c);/開顯示，無光標delay_ms(1);lcd_wcmd(0x06);/光標向右，文字不移動delay_ms(1);lcd_wcmd(0x01);/清屏delay_ms(1);void display_up(unsigned char *p)/第一行顯示函數(shù)unsigned char temp=0,i;lcd_wcmd(0x00|0x80);/設(shè)置顯示起始位置為左邊第一位for(i=0;i16;i+)/依次顯示16個字符temp=pi;lcd_

27、wdat(temp);delay_ms(1);void display_down(unsigned char *p)/第二行顯示函數(shù)unsigned char temp=0,i;lcd_wcmd(0x40|0x80);/設(shè)定顯示起始位置為左邊第一位for(i=0;i0;k-)val_av+=AD_zhuanhuan(num);/100次采集求和val_av/=100.0;/求平均值val_av=val_av*5.0/1024;/單片機電源為5V，求真實電壓值val_av/=2.5;/通過2.5這個系數(shù)，先轉(zhuǎn)換為比例值val_av=5.0/val_av;/通過比例值和5V之間的關(guān)系，求出實際電壓

28、值return(val_av);3.3 超聲波測距模塊3.3.1軟件設(shè)計方案超聲波基本設(shè)計思路在上面已經(jīng)提到了，利用的就是超聲波發(fā)射和反射回來的時間差而計算出聲源到目標之間的距離。在本組的超聲波測距儀設(shè)計中，我們單片機先將HC-SR04的T腳置1，持續(xù)時間在10us以上就可以，然后拉低到0.當HC-SR04接收到這個高電平后，會自動發(fā)出8個約40kHz的脈沖信號給MAX232，然后MAX232將5V和0V的脈沖變換成+12V和-12的脈沖輸出，送給超聲波發(fā)射探頭。當超聲波發(fā)射完成后，HC-SR04會對R引腳進行拉高處理，單片機在檢測到這個引腳變?yōu)楦唠娖胶?，將打開定時器，開始定時，當HC-SR0

29、4模塊接收到超聲波反射回來的信號后，會對R引腳進行拉低處理，這樣單片機的引腳也會被拉低，我們在單片機程序中對這個引腳的電平不斷的判斷，當這個引腳為低電平時，我們認為超聲波返回了，這時我們將定時器關(guān)閉，然后開始計算距離數(shù)據(jù)，最后顯示到1602液晶屏上面。這就是本組設(shè)計的超聲波測距儀的軟件設(shè)計思路。3.3.2軟件流程圖超聲波測距的軟件流程如圖3-3-1所示：圖3-3-1 超聲波測距流程圖3.3.3軟件代碼void Conut()/超聲波距離計算函數(shù)unsigned long s_t=0;unsigned char i=0,j=0;unsigned int k=0,temp=0;/變量的定義，這里要

30、注意變量的范圍float ad1=0;time=(unsigned int)(TH0*256+TL0);/將定時器的時間數(shù)據(jù)整合在一起TH0=0;/清空定時器數(shù)據(jù)TL0=0;s_t=(time*188.15)/1000;/計算出實際距離數(shù)據(jù)ss_num=(unsigned int)s_t;s_num+;if(s_num=10)/利用冒泡算法求出10次的平均值s_num=0;for(i=0;i9;i+)for(j=0;jsj+1)temp=sj;sj=sj+1;sj+1=temp;k=(unsigned int)(s2+s3+s4+s5+s6)/5;if(k0)&(k=120)&(k=220)&

31、k=420)&(k=520)&(k=620)&(k=720)&(k=820)&(k=920)&(k=1020)&(k=3020)&(k=4520)&(k=5020)&(k6020)&(flag=0)k=k+16;flag=1;qq5=(k/1000)%10+0X30;/這里是將距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成1602顯示數(shù)據(jù)qq6=(k/100)%10+0X30;qq7=(k/10)%10+0X30;qq9=(k/1)%10+0X30;display_up(qq);for(i=0;i10;i+)si=0; flag=0;if(flag_time=1)/對電池電壓進行檢測判斷和顯示flag_time=0;ad1=

32、ad_av(0x00);zhuanhuan_1602(ad1);if(sj254000)gyd=0;qyd=1;jdq=1;if(sj2=48000)&(sj28;TL1=(65536-40000)%256;TH0=0;TL0=0;ET1=1; /允許T1中斷display_up(qq);delay_ms(1);display_down(shuzu);TR1=1;while(1) while(!RX);/當RX為零時等待 TR0=1; /開啟計數(shù)while(RX);/當RX為1計數(shù)并等待 TR0=0;/關(guān)閉計數(shù)TR1=0;TH1=(65536-40000)8;TL1=(65536-40000)

33、%256;num=0; Conut();/計算 void timer1(void) interrupt 3/這里利用定時器每隔一段時間開啟一次超聲波進行測距TH1=(65536-40000)8;TL1=(65536-40000)%256;num+;time2+;if(time2=100)time2=0;flag_time=1;if(num=2)num=0; TRIG=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop

34、_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); TRIG=0; 3.4 軟件整體流程3.4.1軟件整體設(shè)計方案在根據(jù)設(shè)計要求，基本確定了硬件后，就要著手進行軟件的設(shè)計。本組設(shè)計的是超聲波測距儀，所以整體的軟件都是圍繞著超聲波測距來實現(xiàn)的，首先像1602液晶屏是擁有自己的操作時序，首先編寫出這些固定的程序，把整體的框架給搭建好，在仿真電路中，對硬件進行基本的仿真，看看能不能實現(xiàn)。在實現(xiàn)了硬件的基本功能后，就開始設(shè)計超聲波測距，根據(jù)HC-SR04模塊的資料，獲得操作的時序，進而進行程序的編寫，

35、寫好了程序后，利用開發(fā)板和HC-SR04模塊和1602液晶屏進行第一次整機調(diào)試，如果程序可行，那么就開始在精度，測距的速度，顯示上面優(yōu)化了。在整體都可行的基礎(chǔ)上，進行電池電壓部分的設(shè)計，在程序里面添加A/D檢測程序，然后隨便檢測一個電壓，看看這個檢測的電壓準不準確，如果準確的話，然后就是所有程序和模塊在一起調(diào)試了，可以用開發(fā)板，也可以直接做出超聲波測距儀，然后將程序下載到單片機里面，進行整機調(diào)試。3.4.2主函數(shù)程序結(jié)構(gòu)主函數(shù)程序流程如圖3-4-1所示：圖3-4-1 超聲波測距儀軟件主函數(shù)流程圖第5章 系統(tǒng)結(jié)果5.1超聲波測距儀性能介紹距離測量：本組通過對本組設(shè)計的超聲波測距儀進行距離測量，得到了本組本次設(shè)計的超聲波測距儀的的測距范圍在3.5cm-5m范圍內(nèi)精確測量，測量精度在1cm范圍內(nèi)。在場地好的情況下，距離測量的范圍可以擴展到7m左右，精度也能控制在2cm以內(nèi)。關(guān)于距離測量，我們采用了多重距離補償系統(tǒng)，把距離誤差穩(wěn)定在1cm以內(nèi)。達到了本次設(shè)計的基本要求。5.2超聲波測距儀結(jié)果分析在設(shè)計過程中，由于場地環(huán)境和模塊功率、程序算法的限制，本組設(shè)計得超聲波測距儀的精度并不是很高，有