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学 号： 3111139209题目类型： 系统设计 (设计、论文、报告)桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文)题目：距离控制系统设计 学 院： 信息科学与工程学院 专业(方向)： 电子信息工程 班 级： 电信11-1班 学 生： 陆恩谋 指导教师： 刘月红 2015年05月20日桂林理工大学本科毕业设计论文XLI桂林理工大学本科毕业设计论文 距离控制系统设计摘要学生:陆恩谋 指导老师：刘月红本课题设计基于单片机AT89C52超声波测距距离控制系统，此系统是由单片机最小系统、超声波发射接收模块、按键电路、LED显示模块及蜂鸣器警报器等组成，主要有硬件电路，软件电路构成，其中课题中分析at89c52单片机的性能和特点，并在分析超声波原理的基础上，指出测距仪的思路和所需考虑的问题，给出实现超声波测距仪的软，硬件的设计原理图，单片机芯片代码程序及测量误差分析。其设计的用途有很多，汽车防撞、潜艇定位，管道井深的测量等都会应用到超声波测距，当然该设计还具有超过预设值系统发出警报的功能，该设计系统经过校正后，其测量范围能达到0-2.5m，精度可以达到0.2米，大体上满足一般的测距要求。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制。关键词：超声波测距单片机AT89C52Distance control system designStudent:Lu en- mou Teacher:Liu yue -hongThis topic is introduced based on single chip microcomputer AT89C52 ultrasonic rangefinder is automotive anti-collision device, this system is composed of ultrasonic launch receiving module, key circuit, LED display module and a buzzer alarm, and other components of the single-chip microcomputer, the main hardware circuit and software circuit structure, the subject of analysis of performance and characteristics of AT89C52 single chip microcomputer, and on the basis of analyzing the principle of ultrasonic, is pointed out that the idea of range finder and needed to consider problems, provide ultrasonic rangefinder soft, hardware design principle diagram, single-chip microcomputer code and measurement error analysis. Automotive anti-collision, its design has many USES, submarine positioning, pipeline depth measurements are applied to the ultrasonic ranging, of course, the design also has the function of more than default system alerts the design system after correction, the measurement range can reach 4 cm to 5 m, the precision can reach 0.2 meters, generally satisfies the requirement of general range. The circuit design of system is rational, stable work, good performance, detection speed。Keywords: ultrasonic ranging singlechip AT89C52 目录1绪论：41.1研究的背景41.2设计的主要内容51.2.1设计要求52 硬件电路方案52.1方案比较52.1.1激光测距52.1.2红外线测距52.1.3超声波测距62.2超声波测距原理62.3电路总体方案72.3 本章小结83系统硬件电路设计83.1单片机系统83.2显示模块93.3超声波测距模块103.5按键模块133.6驱动模块144系统程序的设计154.1主程序154.2显示数据子程序164.3报警子程序174.4按键子程序185系统调试与误差分析185.1系统调试185.2系统误差分析195.2.1测量环境的影响195.2.2测量角度的影响205.2.3超声波衰减的影响20结论与展望21致 谢22参考文献22附 录 (A) 超声波测距原理图22附 录（B）单片机芯片程序：241绪论：1.1研究的背景随着经济的发展和交通运输业的不断兴旺，汽车的数量以每天上百辆的速度在增加。可想而知交通也会越来越拥挤，所以交通事故也会日益严重。比如汽车相撞，汽车追尾等。由此造成了很多不可避免的人身伤亡和经济损失，基于现在社会的这种情况，设计一种反应快、可靠性能高且经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法，当然，超声波测距的用途很广泛，汽车倒车雷达，建筑施工工地以及一些工业现成，比如液体，井深，管道长度等测量都会用到超声波测距仪。1.2设计的主要内容本设计即距离控制系统设计由单片机最小系统、超声波发射接收模块、显示电路模块、报警电路模块和按键电路模块组成。利用超声波测距模块HC-SR04测量距离，并对数据进行分析处理，传给AT89C52单片机，再通过LED四位一体数码管显示出来，当测量距离少于预设值时报警器发出警报，当然也可以通过按键调整报警距离，同时采用5V直流电源为其供电。1.2.1设计要求1）根据超声波测距器的原理提出设计方案。2）测量范围在0-2.5m，测量精度2cm。3）测量物与被测物体无直接接触，能够清晰准确的在LED显示器上显示其测量结果并在距离少于预设值后蜂鸣器发出警报。4）绘制测距仪电路图，并完成超声波测距仪的实物制作，在实现测距功能的同时做出测距仪的硬件系统的系统调试和误差分析。5）进一步熟悉和掌握单片机系统的工作原理和结构功能，对单片机有更深入的了解。熟悉其超声波发射接收系统的原理，及基本的振荡和复位电路原理。2 硬件电路方案2.1方案比较现在测距方法有很多，但比较常用的测距方法主要是激光测距、红外线测距和超声波测距。2.1.1激光测距激光测距有两种方法，有脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程：激光测距仪向某一个方向发射激光，激光在介质中传播，在途中遇到障碍物就立即反射回来，被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间，障碍物到测距仪的距离就是光速和激光来回传播时间乘值的一半。相位法测距的过程：用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离，即用间接方法测定出光经过往返测线所需的时间。激光测距的精度高，但设计成本高，系统设计复杂。2.1.2红外线测距激光红外测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光红外测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离. 红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。2.1.3超声波测距超声波测距的原理是利用超声波在空气中传播，传播速度是知道的，为340m/s，测量声波在发射过程中遇到障碍物就反射回来，就计算其传播的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射电到障碍物的实际距离，可见这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一障碍物发射超声波脉冲，在发射的同时计时器开始计时，超声波在遇到障碍物后立即返回来，相应，超声波接收器收到反射波就立即停止计时，并记录其传播时间t.超声波测距的原理很简单，设计成本地，系统制作简单。通过以上三个方案的比较，超声波测距比较合理，软件设计也比较简单，故此采用超声波测距。2.2超声波测距原理如今最常用的超声波测距方法是回声探测法，即超声波发射装置向某一方向或某一反射面发射超声波，在发射时刻的同时单片机系统计数器开始计时，超声波在空气中传播，期间碰到障碍物就立即反射回来，超声波接收器收到反射信号就立即停止计时。超声波在空气（当然还有很多介质），但传输速度不同，也可能受温度的影响，我们这里先考虑传输介质是空气，超声波在空气中传播速度为340m/s，根据单片机计时器记录的时间t，就可以计算出发射点到障碍物的距离(s)，即：s=340t/2然而超声波也是一种声波，声波在不同的介质中传输速度不同，同一种介质中超声波的传播速度与温度紧密相关。但在测量距离时，如果传播介质温度变化的不是很大，则可近似认为超声波的速度在传输的过程中其是不变的。只要测得超声波往返的时间，即可求得发射点到障碍物的距离。这就是超声波测距仪的基本原理。超声波测距的原理图如下图1.1：开始测量超声波信号关定时器显示器接收检测电声换能器电声换能器驱动电路 图1.1超声波测距原理图2.3电路总体方案本设计采用超声波测距的原理来设计距离控制系统，该系统包含的单元有：单片机最小系统AT89C52、HC-SR04超声波测距模块、LED数码管显示电路、蜂鸣器报警电路和按键电路。如图1.2所示：数码管显示电路蜂鸣器报警电路按键电路驱动电路超声波测距模块AT89C525V直流稳压电源图1.2 超声波测距总体框图2.3 本章小结 本章主要介绍了几种测距技术，同时也阐述了超声波测距仪的测距原理及优点，并提出了本设计的硬件结构，通过对总体硬件电路结构的介绍和分析，为后面的系统硬件组成的分析和系统程序组成分析做好准备。3系统硬件电路设计3.1单片机系统AT89C51 是STC公司推出的一款超强抗干扰，加密性强，在线可编程，高速，低功耗CMOS 8位单片机。片内含 4k bytes 的可反复擦写Flash只读程序存储器和256 bytes 的随机数据存储器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS51指令系统及8052产品引脚兼容， 片内置通用8位中央处理器 （CPU）和Flash存储单元， 功能强大的AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、高效的解决方案。芯片上Flash允许程序存储器在系统可编程，也适用于常规编程 AT89C52具有以下标准功能：1）一个响亮2级中断结构，全双工串行接口，片内含有丰富的晶振及时钟电路。2）256字节RAM，8K字节Flash，3个16位定时器/计数器。32位I/O口线3）AT89C52可降至0HZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。4）空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断状态下能够继续工作，功耗小，性能可靠，适应能力极强。5）掉电保护方式下，RAM内容被保存，能够切实准时地保护片内数据，当振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到硬件复位或下一个中断为止。基于上述AT89C52这些优势，AT89C52单片机为许多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且低成本的方案。故在此选用AT89C52单片机设计超声波测距仪。AT89C52的程序存储器为8K字节可重擦写Flash闪速存储器，闪烁存储器具有较快的速度，更新数据方便，不需要清楚就可以更改数据，可以有硬件或软件来控制数据的保护，允许在线+5V电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程，所以在电脑外围设备和通信设备中广泛应用。AT89C52的数据存储器有256个字节的内部RAM,80H-FFH高128个字节与特殊功能的寄存器地址是重叠的。如下图1.3所示，为AT89C52的硬件结构图：图1.3 AT89C52的硬件结构图3.2显示模块本电路的显示模块主要由一个4位一体的7段LED数码管构成，用于显示测量结果。它是一个共阴极的数码管。LED数码管显示器具有结构简单，价格便宜，且更换起来非常简单的优点。LED数码管由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部封装完成，在外做出它内部需要引出的引脚及公共电极。数码管实际上是由七个发光二极管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些引脚分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。每一位数码管的a,b,c,d,e,f,g和dp端都各自连接在一起，用于接收单片机的P00P07口产生的显示段码。S1，S2，S3，S4引脚端为其位选端，用于接收单片机的P10P13口产生的位选码因为单片机不能直接驱动数码管，所以中间用4个9012三极管驱动。在单片机系统中，LED数码管常用两种驱动方式：静态显示驱动和动态显示驱动，本系统采用动态扫描方式。其方式是其接口电路把所有数码管的8个段脚ag和dp同名端连在一起，而每一个数码管的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CUP从字段输出口送出字型码时，所有数码管接收到相同的字型码，但究竟是哪个数码管亮，则取决于公共端。COM端与单片机的I/O接口相连接，由单片机输出位位选码到I/O接口，根据单片机I/O接口输出的电压驱动相应的数码管段，输出高电平则相应的段则亮，输出低电平相应的段位则不亮，动态方式的优点是按需所求、低消耗。在动态扫描过程中，任何时刻只有一个数码管是处于工作状态的，由于人的眼睛的视觉效果，不会察觉到数码管数据快速的变化，所以最终人看到只是一个完整的数据呈现。显示电路模块的系统电路图1.4：图1.4显示模块的系统电路图同时用74HC573来驱动四位一体数码管,其电路图如图1.5图1.5 驱动电路3.3超声波测距模块HC-SR04模块包括超声波发射器，接收器与相应的控制电路，而且其模块性能稳定，测度距离精确，可以提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测量精度能达到3mm，正因为其模块高精度，盲区（2cm）超近,稳定的测距功能，所以本设置采用HC-SR04作为超声波测距模块。HC-SR04的引脚：其中，HC-SR04的电气结构功能如下：1）VCC是5v电源。2）TRIG:控制端是触发测距引脚，给至少10us的高电平信号。3）ECHO:（接收端）信号接收引脚。有信号返回时，通过I/O接口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。4）GND 接地端 HC-SR04的测距原理：如图1.6为超声波发射接收时序图，初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给 trig发送至少10 us的高电平脉冲（模块自动向外发送8个40KHZ的方波），然后等待，捕捉echo 端输出上升沿，当捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，（echo的上升沿持续的时间就是超声波在介质中传输的时间。）再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中传输的时间，按照：测试距离=(高电平时间*声速(340M/S)/2 ，就可以算出超声波到障碍物的距离。 图1.6超声波发射接收时序3.4 显示模块与报警模块系统的报警系统有一个二极管（运算放大器），一个发光二极管和一个蜂鸣器构成，蜂鸣器是一种结构一体化的电子讯响器，一般采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。本超声波测距系统采用电磁式蜂鸣器，当距离超出规定值时，蜂鸣器就会发出报警声响。电磁式蜂鸣器的发声原理和一般的喇叭发声原理差不多相同，是电流通过电磁线圈，电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发出声的，因此需要一定的电流才能驱动它，因为单片机IO驱动能力不够让蜂鸣器发出声音，所以我们得通过三极管放大驱动电路，从而让蜂鸣器发出声音。即通过一个PNP型三极管9012来放大驱动蜂鸣器。LED电路是由一个发光二极管和电阻组成，因为LED额定电路一般工作在5ma到20ma之间，所以选择2.2K电阻进行限流。如图1.7所示。图1.7 警报电路3.5按键模块单片机键盘有矩阵式键盘和独立键盘两种：独立键盘接单片机的每一个I/O口且只能接一个，按键的另一端接电源或接地（一般接地），这种接法程序比较简单且系统更加稳定；而矩阵式键盘式接法相比独立键盘程序复杂的多，但是占用的I/O少，本超声波测距系统采用的是独立键盘。独立式键盘的实现方法是利用单片机I/O口读取口的电平的高低来判断是否有键按下。一般是将常开按键的一端接地，即未按键之前，单片机的I/O接口是出于高电平的，另一端接一个I/O口。当无键按下时I/O口保护高电平，当有键按下时，此I/O口与地连接则使I/O口处为低电平。按键释放后，单片机内部的上拉电阻使I/O口又处于高电平。我们所要做的就是在程序中查寻此I/O口的电平状态就可以了解我们是否有按键动作了。然而我们在使用单片机独立按键的时候，涉及到一个很重要的操作，那就是键盘的去抖动。这里说的抖动是机械的抖动，按键在按下时不会马上稳定的接通而在弹起的时候也不能马上断开连接，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰。其产生的波形如下图1.8：图1.8超声波时序图当按键按下时会产生前沿抖动，当按键弹起时会产生后沿抖动。这是所有机械触点式按键在状态输出时的共性问题，抖动的时间长短取决于按键的机械特性与操作状态，一般为10100ms，解决的方法有硬件方法和软件方法，硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。软件去抖动的实现法是用软件方法去抖，即检测出键闭合后执行一个延时程序，本设计采用10ms的延时，让前沿抖动消失10ms后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。我们这里使用软件去抖动的方法。本设计中也可以按照要求设置报警预设值，采用到三个按键，S1是一个总控制键位,S2为上调键控，其作用为增加预设的数据，按进入设置值界面时，按一次则上调1cm；S3为下调键控，其作用和S2正好相反。按键电路图如下图1.9 图1.9 按键电路3.6驱动模块本设计采用的是共阴极数码管，所以本用74HC573芯片来驱动四位一体共阴极数码管，如图2.1 74HC573是拥有八路输出的透明锁存器，输出为三态门，是一种高性能硅栅CMOS器件。其作用一是驱动，二是锁存，锁存即为在中断到来之前将上一输入的数据保存并并行输出去到四位一体数码管上，但中断到来之后，数据马上更新并缓存。重复上一步骤。其功能主要为：三态总线驱动输出置数全并行存取缓冲控制输入使能输入有改善抗扰度的滞后作用 图2.1 74HC573驱动电路其中要添加一个串行电阻，阻值为10k,用于限流作用。当锁存使能端LE（8Q）为高时，74HC573锁存对于数据输出是同步的。当锁存使能端LE变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，也可以存入新的数据，这样就可以按需所求地输出要显示的测距结果。附：74HC573引脚功能表： PIN No 引脚号SYMBOL符号名称及功能1OE3态输出使能输入（低电平）2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9D0 to D7数据输入12,13,14,15,16,17,18,19Q0 to Q73态锁存输出11LE锁存使能输入10GND接地(0V)20VCC电源电压4系统程序的设计系统的软件部分主要是对超声波发送电路的控制，接收中断信号进行数据处理并显示，接收键盘等操作。所以系统软件程序主要包括主程序（其中包括存储单元的初始化，数据表的定义，定时器的初始化和启动，串行接口的设置，中断的设置等）、显示数据子程序、报警子程序和按键子程序等。4.1主程序主程序为单片机程序主体，整一个单片机端的系统的软件功能的实现都在其中完成，在此过程里主程序调用子程序和中断服务等程序。其主要功能是负责读出并处理HC-RS04的测量距离值，并在LED上显示结果，按键控制有效距离的设定，当测量的值超过预设值时，蜂鸣器发声报警YN初始化调用显示子程序障碍物存在读出距离值数值处理并是否警报开始结束图2.2 主程序流程图该部分的作用是信号控制，在系统的硬件中，已完成的发射电路、接收电路、检测电路、显示电路等设计。在系统软件里，要完成出增益控制信号与门控信号、发射脉冲信号与峰值采集信号及远近控制信号的时序及输出。4.2显示数据子程序显示数据子程序的主要功能就是把HC-SR04超声波发射接收模块测量后的结果经单片机处理完毕的距离显示在LED数码管上。显示数据子程序流程图如图2.3所示。图2.3显示数据子流程图该部分的作用是信号处理，RAM 里存储的计数值不能作为距离值的直接地显示输出，计数值和实际距离值之间转换公式为：距离=高电平时间*声速（340M/S）/2 。4.3报警子程序报警子程序的主要功能是在距离值超过预警值时，能够使蜂鸣器发声从而达到报警的目的。报警子程序流程图如图2.4所示：Y开始超出预设值Y蜂鸣器报警结束图2.4报警子程序流程图显示报警程序中,当测距仪距离障碍物少于50cm时（该值已在程序中固定设定，即默认值），蜂鸣器发出警报。4.4按键子程序按键子程序的主要功能是有效距离可调，功能键调整上限，再次功能键调整下限，再次按功能退出。当测试距离超过预设值时，测距仪的蜂鸣器将发出警报。按键子程序流程图如图2.5所示。图2.5按键子流程图该部分的作用是通过按键设定报警的距离，当然，程序也会设定为自动得到发射信号和接收回波两者之间时间差，须读出此刻计数器里的计数值，接着存储在 RAM 中，并且每次的发射周期的开始，必须对计数器进行清零操作。5系统调试与误差分析5.1系统调试本测距仪装置是以HC-SR04型的超声波测距传感器模块为主体，中心频率是基本稳定在40kHz，安装时保持模块平整摆放即使两超声波探头的中心轴线平行,单片机芯片的13端口接超声波模块的发射端，12端口接超声波接收端，用作判断超声波是否接收到了回波的信号，并控制计数器停止计时。超声波测距时需要测的是从发射开始到接收到回波信号的这段时间里的声波往返的时间差，由于需要对接收到的回波信号进行检测，而检测的有效信号为反射的回波信号，所以应该要在检测过程中尽量避免检查到余波信号和检测盲区。从理论上来讲，本系统的测量范围是0-2.5m ，测量进度为2cm,测量时与被测物无直接接触，能够清晰地显示测量结果，利用本设计的测距系统进行实际测量结果，常温t=30度，结果如表2.6下:实际距离(m)测量距离（m）相对误差（%）0.50.492.010.982.01.31.272.31.51.472.01.81.781.82.12.061.92.52.461.8表2.6 超声波误差分析表本系统在设计和数据的计算过程中无可避免地会产生一定的误差，其误差在2mm左右，以下对可能产生误差的原因进行分析：5.2系统误差分析上面阐述了超声波测距系统的基本原理，针对超声波测距测量误差，结合基于单片机超声波测距系统，分析了测量误差的来源：超声波发射接收时间对测量精度的影响，测量环境对测量精度的影响和超声波对探测目标入射角的影响等等，最后，结合超声波测距误差产生的原因，提出改进方法。5.2.1测量环境的影响因为超声波是一种声波，其传播速度会受到温度，湿度，压强等环境因素的影响，其中受到温度的影响最大，在已知温度为T的条件下，超声波的传播速度V的计算公式可近似为：V=331.5+0.607T 此公式一般能为声速的换算提供较为准确的结果。实际情况下，温度每升高或下降1T，声速将增加或减少0.607m/s，所以温度的变化对超声波测距的影响还是很严重的。温度的另一个重要影响是对探头晶片压电效应的影响。压电效应与温度有关,温度升高时压电效应减弱,当达到某一温度即居里温度时,压电效应完全消失。不同温度下增益为50.6dB时HC-SR04探头反射回波波高随时间的变化:温度（T） 0s 2s 5s 8s 15s 30s 60s 20 80 80 80 80 80 80 8050 82 79 73 73 73 73 73100 84 63 45 36 30 30 30150 78 52 37 27 20 10 10200 50 22 15 5 0 - -250 30 20 9 0 - - -300 20 20 0 - - - -不同温度下增益为56dB时HC-SR04探头反射回波波高随时间的变化:温度（T） 0 s 2s 5s 8s 10s 15s 30s 60s 20 80 80 80 80 80 80 80 80 50 83 75 72 72 72 72 72 72 100 85 71 52 47 47 47 47 47 150 80 62 41 30 21 15 15 15 200 57 34 19 7 3 0 - - 250 48 26 15 5 0 - - - 300 26 8 7 0 - - - - 5.2.2测量角度的影响当超声波波速对探测目标是垂直入射垂直反射的话，测量结果是准确的，当在一般情况下，超声波波束对探测目标的入射和反射光束是不能完全垂直的，因此使测量结果有误差。5.2.3超声波衰减的影响超声波是从超声传感器里发出的，在空气中直线传播，碰到被测物的反射后，再传回超声传感器。整一个的过程，超声波有很大程度的衰减。它的衰减遵循着指数规律。假设在距离超声接收器x 处有一个被测物，空气中传播超声波的波动方程描述为：A=A(x)cos(ax+kt) 可以看出，超声波的频率越高，其衰减就越快。与此同时超声波的频率过高就会产生很多的副瓣，造成近场区干涉。5.3超声波测距改进方法综上所述影响超声波测距的因素有温度，测量角度，超声波在传播中的衰减、扩散、漫反射等等。当然测量环境的风速，湿度，辐射等也会影响其测量结果。但主要影响因素还是回波到达时间的检测误差，正确检测回波到达的时间，能使超声波测距精度获得提高，提高精度的方法有：测量时探头要和被测面保持垂直、测量时测量仪的移动速度不能太快等等。当然还有一些技术类的方法，主要有，时间增益补偿方法、峰值时间检测方法及温度补偿方法，具体方法这里不介绍。本设计简单可靠，精确度高，虽然没有这些复杂的系统，但能够满足一般的测距要求。 结论与展望本文在分析了汽车数量现状的基础上，提出了超声波测距距离控制系统设计及其重要性。文中对超声波测距的原理和实现及其的组成结构进行了详细说明，详细介绍了AT89C52和超声波发射接收模块HC-SR04的内部结构以及各管脚的用途，并且也详细地介绍了各硬件电路，包括单片机最小系统、LED显示模块、按键模块、报警模块和驱动模块。在此理论知识基础上，本文利用AT89C52单片机对超声波测距系统进行电路设计，并对设计电路作了分析。通过掌握了系统的工作流程，设计了该系统的主程序、显示子程序和警报程序。然而这个超声波系统只是一个小小的测距系统，系统的测量距离是有限的，只有在0-250cm距离的情况下可表现出明显的线性关系。当超过这个距离，此超声波测距系统将不能正常的工作。另外，测距的障碍物时斜面或是障碍物太复杂，环境温度的恶劣变化等条件下也会影响它的准确性，以上不足需要进一步改进，相信未来随着科学的不断完善发展，超声波测距仪将能够弥补这些缺陷，为驾驶员的安全保驾护航。本设计还可以在几个方面进行修改完善，进而使得本设计的测距仪功能更加完善，诸如：（1）由于超声波探头多种多样，防撞装置不同的环境下测量结果会不一样，所以要根据实际情况选择合适的探头。（2）系统动态性能不高，当测量仪的移动速度小的时候，测量仪能够稳定测量，但是如果移动速度太大就会使误差变得越大。（3）本设计中并没有温度补偿模块，主要是本设计是汽车防撞系统使用时对精确的距离要求不高，当然也就是一两厘米的距离的差异，所以没有设计温度补偿模块。如果在设计中考虑到温度补偿这个模块，并添加到设计中去，那么整个系统将会更完善。（4）整个设计利用的是超声波模块设计，电路经济且简单可靠，能够实现要求。 致 谢首先，我要感谢我的指导老师在毕业设计中对我给予的悉心指导和严格要求，同时也感谢本校的一些老师在毕业设计期间所给予我得帮助。在我毕业论文写作期间，各位老师同学给我提供了种种专业知识上的指导，没有您们这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业设计，借此机会，向您们表示由衷的表示感谢。在毕业设计的短短几个月里，你们给我提出太多宝贵的建议，给了我不少帮助还有工作上的支持，在此也真诚的谢谢你们。同时，我还要感谢我的寝室同学和身边的朋友，正是在这样一个团结友爱，相互促进的环境中，在和他们的相互帮助和启发中，才能顺利的完成这个作品。参考文献1周立功.发展有限公司.AT89C52器件手册.2013.3.2李朝清.单片机原理及接口技术.北京.北京航空航天大学.第3版.20053胡汉才单片机原理及系统设计M .北京:清华大学出版社，2012.4王守中. 51单片机开发入门与典型实例M.北京:人民邮电出版社，2007.5陈雪丽. 单片机原理及接口技术M.北京:化学工业出版社, 2005.6薛均义.张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.西安：西安交通大学出版社，2008.7唐颖.程菊花，任条娟.单片机原理与应用及C51程序设计M.北京：北京大学出版社，20118邱丽芳.单片机原理与应用M.北京：人民邮电出版社.20079靳达.单片机应用系统开发实例导航M. 北京：人民邮电出版.200310姜大源、王胜元.单片机技术 高等教育出版社.2005.511陈晓东.郑建祥汽车用微机可靠性试验研究J.汽车与电器.2009(增刊).12胡汉才.单片机原理及其接口技术.M.北京： 清华大学出社.2004 13赵凯岐 .传感器技术及工程应用. 北京. 中国电力出版社.2012.114 秦鹏、王积翔.微机接口技术实用教程（第二版）北京. 清华大学出版社.200915常喜茂.c51基础与应用实例. 电子工业出版社.200916叶伟国、余国祥.大学物理.清华大学出版社.201117百度百科、搜狗等网上搜索引擎附 录 (A) 超声波测距原理图 超声波测距仪系统Pcb图：附 录（B）单片机芯片程序：#include /器件配置文件#include /传感器接口sbit RX = P32;sbit TX = P33;/按键声明sbit S1 = P14;sbit S2 = P15;sbit S3 = P16;/蜂鸣器sbit Feng= P20;/变量声明unsigned int time=0;unsigned int timer=0;unsigned char posit=0;unsigned long S=0;unsigned long BJS=50;/报警距离50CM/模式 0正常模式 1调整char Mode=0;bit flag=0;unsigned char const discode =0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0xff/*-*/;/数码管显示码0123456789-和不显示unsigned