超声波测距计数的设计

-基于ARM的超声波测距计数仪【摘要】：超声波测距计数仪是用来统计景区的进出人数。论文介绍了基于ARM控制的超声测距计数的原理：由Open103ZE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。根据检测到的距离来判断是否有人经过超声波，开始计数。同时根据返回来的数据用LCD显示屏将测得的距离与计数显示出来。根据要实现的功能设计了系统的总体方案，整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块组成。各探头的信号经ARM综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图，给出了系统构成、电路原理及程序设计。此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合。【关键词】：ARM；超声波；测距计数；-i-Abstract:Rangingcountingsystemisdesignedtostatisticsofthenumberofpeopleenteringthescenicdesign.TheprincipleofultrasonicdistancemeasurementbasedonARMcontrolledcounting:UltrasonicpulsegeneratedbytheOpen103ZEcontroltimerandtimer,calculatedfromtheultrasonictransmittertothereceiveroftheround-triptime,resultinginthemeasureddistance.Accordingtothedetecteddistancetodeterminewhethersomeoneissubjectedtoultrasonicstartscounting.AccordingtothedatareturnedwhilethemeasureddistanceandcountdisplayedbytheLCDdisplay.Thehardwarecircuitbytheultrasonictransmitter,ultrasonicreceivercircuit,apowersupplycircuit,displaycircuitmodule.Eachprobesignalbythemicrocontrollercomprehensiveanalysisprocess,Ultrasonicrangefindertoachieveavarietyoffunctions.Onthisbasis,theoveralldesignschemesofthesystem,finally,thehardwareandsoftwareimplementationofthevariousfunctionalmodules.Accompaniedbytherelevantpartofthehardwarecircuit,programflow,giventhesystemconfiguration,thecircuitschematicandprogramdesign.Thissystemiseasytocontrol,reliable,rangingaccuracy,readabilityandflowclearadvantages.Workcanbeusedtorealizetheneedtomeasurethedistanceparameterforvariousapplications.Keywords:ARM;ultrasound;rangingcounts;-ii-目录前言.3第1章超声波测距原理.4第1.1节超声波的介绍.4第1.2节超声波测距的方法.4第1.3节超声波计数的方法.5第2章系统的总体设计.6第2.1节测距方案的选择.6第2.2节微处理器的选择.6第2.3节编程语言的选择.7第3章系统硬件设计.8第3.1节超声波发射与接收电路.8第3.2节Open103Z的电路.8第3.3节Open103Z开发板接口与超声波的接口电路.9第4章系统软件设计.11第4.1节主程序设计总体思路.11第4.2节超声波测距算法设计.11第4.3节超声波计数算法设计.12第4.4节系统的中断处理.12第5章系统测试.15第5.1节测试任务与目标.15第5.2节测试方案.15第5.3节测试结果.15结论.16参考文献.17致谢.17附录.18附录1：实物照片说明.18附录2：部分源程序.18第0页前言随着科学技术的发展，超声波在各个领域的发展越来越广泛。这是一个正在蓬勃发展而又无线前景的技术产业。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求,超声波现在应用在各个行业，其中电子行业是超声波清洗应用最早，最为普及的行业。如电子零件的清洗，电子元器件的基本清洗，PCB板的清洗等等，这都用到了超声波。另外，超声波在测距领域应用的越来越多，这预示着超声波将在测距领域发挥更大的作用。由于我们科技的不断发展，人们不单单只追求温饱问题，更多的是对精神提升享受的追求。在节假日里会选择到一些景点去看看。目前景区大多采用的摄像头计数，观察拥堵情况，这种方法受亮度、光照条件变化、人流量密集程度的影响较大，而且得到的结果也不是很准确。由于这种特殊的环境要求，在景区为了统计游客流量，以及了解出入口是否会出现拥挤，采用了超声测距的测量方法，不易受外界电磁场光强被测物色彩等因素的影响，且系统检测易维护，测量精度较高，成本也比较低。我们可以根据超声波反馈回来的情况，可以进行计数，对人流量进行统计。从而将景区游客的情况准确、清晰的统计出来。同时，它能做到实时控制和检测可靠优势而使其具有很高的使用用价值。本设计主要是使用Open103Z的开发板和4个超声波做一个基于ARM的超声波测距计数仪。希望未来可以应用在各个景区。该设计由Open103ZE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。通过超声波感应到有人通过时，即发出的脉冲有反馈回来，根据时间与脉冲的传播速度，立即计算人与超声波的距离，实现一个测距的功能。至于计数，就要根据人通过超声波的测距来记录人是否进入或出来。当测到距离的时候就证明有人人通过。也就是说有两个超声波，当人通过超声波A并且通过超声波B是才记录进入一人，当人通过超声波B并且通过超声波A是才记录出去一人。如果只单单通过超声波A或者超声波B时，不计数。从而实现精确地统计进出景区人数与景区是否拥挤的情况。由于原本的统计经期人数的方法受到很多客观条件的影响，该设计受影响的因素很少，那么就具有了很强的可实施性，给人们提供了很大的方便。不仅能准确的统计出荆楚景区的人数，同时也能让游客观察到哪里比较拥堵，可以避免进入拥堵区，从而错开观赏的时间，能更好的享受在外游玩的美好时光。因此，设计好的超声波测距计数仪就显得非常重要了，这就是我研究设计超声波测距计数仪的意义。第1页第1章超声波测距原理第1.1节超声波的介绍1.1.1.超声波定义科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz20000Hz。当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz时，我们便听不见了。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”11。1.1.2.超声波的产生声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的一般上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性11。1.1.3.超声波的优点由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。同时可用于测距，测速，清洗，焊接，碎石等。在医学，军事，工业，农业上有明显的作用。第1.2节超声波测距的方法1.2.1.超声波测距分析实用的超声测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端用来发射，另一端来接收的直接波方式，这种方法适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波的方式，这种方法适用于测距仪。所以此次设计采用反射波的方式。超声波是利用反射的原理测量距离的，被测距离一端为超声波传感器，另一端必须有能反射超声波的物体。测量距离时，将超声波传感器对准反射物发射超声波，并开始计时，超声波在空气中传播到达障碍物后被反射回来，传感器接收到反射脉冲后立即停止计时，假如声波在介质中传播的速度是已知的，而且声波从声源到达目标，而返回声源的时间可以测量得到，那么就可以计算出从声波到目标的距离。超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的，即测量距离为：D第2页vtD21式子中，为超声波的传播速度；为超声波发射到接收所需时间的一半，也就是vt单程传播时间。超声波测距系统主要包括ARM系统、超声波发射电路、超声波接受电路、移动板、显示电路等。系统结构图如图所示4：障碍物超声波模块显示模块ARM系统图1-1超声波系统结构图1.2.2.超声波测距原理框图ARM发出的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动ARM中断程序，测得时间为，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED显示。原理框图见下图4：t超声波接收器放大电路锁相环检波电路ARM控制器定时器显示器放大电路超声波发射器图1-2超声波测距原理框图第1.3节超声波计数的方法根据超声波测得的距离，感应到的物体的次数来实现计数的功能。由于这是给景区统计进出人数设计的，所以要同时考虑到进和出两种情况，那么就得分先后，所以一个门我使用两个超声波。一共先设计两个门的，假如4个超声波分别为A、B、C、D。当有人先通过A后通过B时，记为门一进的人数，当有人先通过B后通过A时，记为门一出的人数；当有人先通过D后通过C时，记为门二进的人数，当有人先通过C后通过D时，记为门二出的人数。最终在LED显示屏上将结果清晰准确的显示出来。第3页第2章系统的总体设计第2.1节测距方案的选择测量距离，通常是测量两点间连线的距离，测量距离的方法有很多种，例如量尺量距、视距测量、视差法测距和电磁波测距等，可根据测量的性质、精度要求和其他条件选择。2.1.1.视距测量用有视距装置的测量仪器，按光学和三角学原理测定两点间距离的方法。常用经纬仪、平板仪、水准仪和有刻划的标尺施测。通过望远镜的两条视距丝，观测其在垂直竖立的标尺上的位置，视距丝在标尺上的间隔称为尺间隔或视距读数，仪器到标尺间的距离是尺间隔的函数，对于大多数仪器来说，在设计时使距离和尺间隔之比为100。视距测量的精度可达1/3001/40012。2.1.2.视差法测距用经纬仪测量定长基线横尺所对的水平角，利用三角公式计算仪器至基线间的水平距离。此水平角称视差角。基线横尺两端固定标志间的距离一般为2米。尺上装有水准器和瞄准器，以便将横尺安置水平并使尺面与测线垂直。视差法测距的精度较低12。2.1.3.超声波测距用超声波测量距离，先由超声波测距仪向前方发射超声波，超声波在空气中直线传播。当前方有障碍物时，超声波发生反射并被接收端接收。这样通过比较反射回来的超声波与发射超声波的时间差，就可以计算出测距仪到阻碍物之间的距离。反射超声波与发射超声波的时间差比较容易获取，且计算只与超声波在空气中的传播速度有关，因此，这种方法将得到普遍应用2。通过对以上方法的对比，由于景区环境的特殊要求，选择超声波测距的方式。第2.2节微处理器的选择2.2.1.ARM微处理器ARM一般来说接口资源较单片机要丰富得多RM（AdvancedRISCMachines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器，基本是32位单片机的行业标准，它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案，四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行。目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。ARM具有比第4页较强的事务管理功能，可以用来跑界面以及应用程序等，其优势主要体现在控制方面。2.2.2.MCS-51单片机现在常用的AT89C2051单片机的主要性能:AT89C2051指令与MCS-51100%兼容;内带2K字节可编程闪速存储器可重复擦写1000次;数据保留时间:10年;工作电压范围:2.76V;工作频率:024MHz;两级程序加密锁定;128字节内部RAM;15条可编程双向I/O口线;两个16位定时器/计数器:5个中断源;可编程串行URAT通道;输出口能直接驱动LED;片内有模拟比较器;低功耗的闲置和掉电模式;标准的DIP20封装,外形较小。其引脚性能和80C31的几乎是一样的,只是p1.0和p1.1没有上拉电阻,为片内模拟比较器的两个输入端。在掉电模式下,振荡器停止工作,生成掉电状态的指令是最后执行的一条指令。片内RAM和特殊功能寄存器保持其值不变直到掉电模式终止3。MCS-51是基础，电路简单,编程也比较容易，资料众多,芯片很便宜,也很容易买到,适合入门级，但一旦数据量很大，涉及复杂运动控制，视频等内容时，MCS-51就力不从心了.运算的速度和效率低也是MCS-51的一个缺点。本设计对安全性要求很高，功能要求强大，ARM是32位处理器，频率可达百兆赫兹，速度和处理能力远远优于MCS-51。性能更优，因此选择ARM微处理器。第2.3节编程语言的选择2.3.1.汇编语言汇编语言是面向机器的程序设计语言。汇编语言易于读写、易于调试和修改，同时也具有执行速度快，占内存空间少等优点，但在编写复杂程序时具有明显的局限性，汇编语言依赖于具体的机型，不能通用，也不能在不同机型之间移植。总的来说，汇编语言执行效率高，对硬件的可操控性强，体积小，但是汇编语言编写的程序不容易看懂，可维护性不好，可移植性很差。2.3.2.C语言C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出，1978年后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它是世界上最流行、使用最广泛的高级程序设计语言之一。具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发13。C是高级语言中最接近低级的语言，单片机种类繁多，各自的汇编语法大都不一样，C语言可读性好，代码便于维护，便于开发；效率比较低，硬件可操控性比较差，目标代码体积大，但容易维护，可移植性很好。第5页结合众多因素，通过上述比较，最终选择C语言作为本设计的编程语言。第6页第3章系统硬件设计第3.1节超声波发射与接收电路超声波传感器的发射电路主要由方波发生芯片，40kHz的晶振和MAX232芯片构成，ARM给方波发生芯片触发信号后，方波发生芯片开始工作，产生40kHz的方波信号，电平转换芯片MAX232将TTL电平转换成可以驱动振荡器的高电压，进而产生所需的40kHz的超声波.超声波的发射电路图见超声波原理图：本设计中采用了前置放大电路+带通滤波电路+后级放大电路。将接收到的波形经过整形、积分、检波、滤波和限幅放大等实现接收超声波的功能。当距离较远时，回波信号会非常微弱，转换后的信号电平幅值很小，故要经过若干级放大，使输出功率达到一定要求，并且为了防止信号出现较大的失真，接收电路可以保证有4MHz的带宽。放大后的交流信号送入比较器后输出一个方波信号，并使触发器触发，向CPU发出中断请求。在中断服务程序中，读取计数器的计数值。超声波的接收电路图见超声波原理图：12457890UEMPVDSJCON-KRTIGHFpeakrY?XALQu/图3-1超声波原理图第3.2节Open103Z的电路第7页超声波测距系统的整个系统由ARM来控制。启动测量时，由ARM发出一个控制信号去触发发射电路，使发射电路起振，同时驱动超声波发射器发射出一串超声波脉冲，并同时启动ARM的定时计数器开始计数，也就是开始测量渡越时间。当这些脉冲到达被测目标时，将发生反射，并经空气传播被超声波接收器接收，再由放大电路进行选频放大。接收到的第一个脉冲去触发ARM的外部中断，使定时计数器停止计数，这样，根据计数器的值就可以算出时间。在这个硬件连接中，我用到了LCD显示屏，即需要LCD模块参与工作，LCD电路图见下图：PD140E935G_CSB82V.NFM6LWRTIAOQKUJ图3-2LCD管脚图由于测距需要连接超声波，我选取的端口是PE5,PE5,PC13,PC15,PF1,PF3,PF5,PF7,一共4个超声波，对应跟Open103Z的板子连接起来，工作电路见下图：+图3-3超声波连接管脚图第3.3节Open103Z开发板接口与超声波的接口电路第8页由STM32来控制超声波脉冲的发射，需要将超声波与开发板连接起来，为了使硬件部分方便连接，我们在设置输入端口的时候，将4个超声波的八个输入输出端口设置在了一排，同时为了简化电路，使硬件连接看起来整洁，美观，使一组的两个超声波公用电源VCC和公用地GND。本设计一共使用4个超声波，一个门使用两个超声波，所以分为两组，使用同一个电路连接图焊接在两块板子上，具体的I/O连接见下图：1235PAHeadrB60VCTRIGEOUND_图3-4接口电路图第9页第4章系统软件设计软件设计的主要思路是将预置、发射、接收、显示等功能编成独立的模块，在主程序中采用键控循环的方式，当按下控制键后，在一定周期内，依次执行各个模块，调用预置子程序、发射子程序、查询接收子程序、定时子程序，并把测量的结果进行分析处理，根据处理结果决定显示程序的内容。第4.1节主程序设计总体思路系统的主要功能是距离测量与计数，整个系统软件程序包括主程序、测距子程序、显示子程序、以及各种中断子程序。系统软件主程序大体上包括下面几个过程:初始化发射超声波定时器工作计算距离显示距离计算人数开始显示人数有回波?图4-1软件设计流程图第4.2节超声波测距算法设计超声波测距的原理为超声波发生器T在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离的计算公式为：第10页vtD21其中，式子中，为超声波的传播速度；为超声波发射到接收所需时间的一半，vt也就是单程传播时间2。在启动发射电路的同时启动ARM内部的定时器，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在产生一个中断请求信号，ARM响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。其部分源程序如下：voidEXTI9_5_IRQHandler(void)/函数中断入口if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)!=RESET)EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)=1)TIM_SetCounter(TIM1,0);TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);elseif(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)=0)TIM_Cmd(TIM1,DISABLE);distance_A=(int)(TIM_GetCounter(TIM1)*0.17);/计算A超声波测的距离第4.3节超声波计数算法设计计数首先考虑的是将超声波测到的距离给记录下来，以表示有人通过，为了区分出进的人数与出的人数，还要将通过两个超声波的先后顺序进行判断。假如4个超声波分别为A、B、C、D。当有人先通过A后通过B时，记为门一进的人数，当有人先通过B后通过A时，记为门一出的人数；当有人先通过D后通过C时，记为门二进的人数，当有人先通过C后通过D时，记为门二出的人数。第4.4节系统的中断处理当开发板给超声波模块输入一个10uS以上的方波脉冲触发信号时，超声波模块内部将发出8个40KHZ周期电平并检测回波。一旦检测到有回波，信号则输出回响信号。模块内部超声波时序图见下图：第11页触发信号模块内部发出信号循环发出8个40KHz脉冲输出回响信号回响电平输出与检测距离成比例图4-2超声波内部时序图由于该设计使用了四个超声波，所以进中断的先后时间是不一样的，这就需要判断进中断的时间，还有为了排除干扰，必须找到最适合进中断的先后间隔时间。通过不断的调试与实验，终于当每0.00138S进一次中断时，提供稳定的40HZ方波脉冲，然后判断四个超声波前后进中断的时间，则间隔3次进一次得到的结果最稳定，部分源程序如下：voidSysTick_Handler(void)/系统时钟处理inttt=0,st=138,mt=100;SCount+;if(SCount=st)SCount=0;if(+CFlag=16)CFlag=0;SFlag=CFlag;switch(SFlag)case3:GPIO_WriteBit(GPIOE,GPIO_Pin_5,(BitAction)1);/高电平触发tt=0;while(+ttmt);GPIO_WriteBit(GPIOE,GPIO_Pin_5,(BitAction)0);/恢复低电平break;case6:GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_15,(BitAction)1);/高电平触发tt=0;while(+ttmt);GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_15,(BitAction)0);/恢复低电平第12页break;case10:GPIO_WriteBit(GPIOF,GPIO_Pin_3,(BitAction)1);/高电平触发tt=0;while(+ttmt);GPIO_WriteBit(GPIOF,GPIO_Pin_3,(BitAction)0);/恢复低电平break;case14:GPIO_WriteBit(GPIOF,GPIO_Pin_4,(BitAction)1);/高电平触发tt=0;while(+ttmt);GPIO_WriteBit(GPIOF,GPIO_Pin_4,(BitAction)0);/恢复低电平break;default:break;/switch/ifTimingDelay_Decrement();第13页第5章系统测试第5.1节测试任务与目标5.1.1.测试的任务在设计初步完成时，通过不断的测试来发现软件中的错误，不断的调试，最终使软件没有错误的将硬件所要实现的功能表达出来。即可以同时实现超声波的测距与计数的功能，通过软硬结合的方式将设计展现到最好。5.1.2.测试的目标(1)、使超声波能够准确的测出距离，并且在显示屏上显示出来。(2)、可以根据测到的距离来判断是否有人通过，然后再根据通过超声波的先后来判断是进的人数还是出的人数。第5.2节测试方案根据软件的编写，先将超声波按要求连接到Open103Z的板子上，然后将超声波按顺序排好，在四周环境比较稳定的情况下，将程序下载到板子上，然后编译，这个时候显示屏上会显示初始界面，按下按键，进入工作的界面，然后用物体从超声波前面经过，观察是否有距离在界面上输出，同时比较直观的会在框中也显示出来。当物体通过超声波的顺序不同时，也能区分出是进还是出，然后再将检测到的次数给统计出来，在显示屏上显示出进的人数和出的人数。由于在测试中发现了一些不稳定的因素，于是为了排查问题，我们利用数字信号发生器来发射脉冲，看超声波是否正常工作，来排除硬件问题。对于软件部分，我们将超声波模块的输入端与输出端同时接示波器，观察输入波形与输出波形是否正常，发现输入波形不正常时，立即去查找对应的主程序，然后进行反复的修改调试，直到正常为止。第5.3节测试结果当有物体通过时，界面上有距离显示出来，同时当依次通过超声波的时候，根据通过的顺序不同，将结果显示在对应的进的人数与出的人数上面。主要分为四个超声波A、B、C、D通过的距离显示第一个门进的人数，第一个门出的人数，第二个门进的人数，第二个门出的人数，进的总人数，出的总人数的显示，同时通过窗口可以很直观的看出距离的范围，也通过进度条可以很直观的看出是否有人通过，在试验时，是用小车的通过来模拟人的通过。当想重新测距与计数时，按下复位键即可。具体的显示界面见下图：第14页第15页结论设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。同时根据测得的距离也实现了进出人数的统计，最终以数字的形式显示测量距离。超声波测距计数仪硬件电路的设计主要包括ARM系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。ARM采用stm32设计。采用高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。为了使测得距离更准确，我将进中断的时间改成了0.0025s进一次，这样4个超声波显示的距离也能较稳定的显示出来。但是由于设计的时候考虑的因素比较少，所以受环境影响比较大，要在一个比较稳定的条件下进行。同时在调试过程中，发现了一些干扰与不稳定的问题，这个时候为了将问题找出，我们要区分是硬件还是软件的问题，于是我们引入了调试工具数字信号发生器与示波器。首先利用数字信号发生器模拟Open103Z发射出10uS的高电平脉冲，看通过超声波，是否可以正常精准的测距，得出的结果是可以的，这个时候我们排除了硬件问题。然后利用示波器观察输入输出波形，调试程序，直到得到比较满意的波形才停止。通过本次设计，我学到了很多，我们运用了以前学习的专业知识，对于ARM的知识也有了较深的理解，在设计的时候，要有一个清晰的思路和一个完整的软件流程图，同时在编写程序时，都是经过反复的修改，不断的调试才能将想要的结果得出。同时，在调试发现问题时，要思路清晰的去判断如何的去排除问题，一步一步的找到问题所在，最后解决问题，还有在写程序时，要养成命名让人一眼看上去就知其意的命名方法，这样为资料的保存于交流都提供了方便。在设计中也遇到了很多的问题，我都将问题记录下来，分析清楚，当下次遇到的时候，就可以很快的解决。这次毕业设计使我得到了很大的提升。第16页参考文献1.宋小鸿.超声波测距好精度系统设计.江苏：江苏师范大学科文学院，2012.2.刘学飞，胡泽，范维志，郑雪娜.一种高精度超声波测距系统研究.物联网技术，2013，第一期：1-2.3.周萍，黄庆和，徐京鹏，王璟，邹旭.基于汇编语言的超声波测距系统.江西省分析测试研究所，南昌，2010，第二期：1-4.4.王懿川.基于单片机控制的超声波测距报警系统.上海：上海师范大学天华学院，2011.5.顾国荣，鲍骏成，李海乐.基于单片机的超声波测距系统设计.沿海企业与科技，2012，第2期：1-4.6.张春光.基于单片机的超声波测距系统的设计.江苏连云港：淮海工学院电子工程学院，2008.7.蔡兴桐，郭巍.江苏南京：东南大学电气工程学院，2009.8.党元一，何思远，富璇.基于ARM的高精度超声波测距系统设计.辽宁沈阳：沈阳工程学院，2008.9.杜刚，刘建一.基于ARM的超声波测距系统设计.河北邯郸：河北工程大学，2009.10.温宗周，李富宁，夏自帮.高精度超声波测距系统的设计.陕西西安：西安工程大学电子信息学院，2012.11.Finalmin,超声波./link?url=ZMqCYtgG012Cj17SayzAu2mWxMu91rqp5iWuY12GCEzpyTsO2JrVUp6wlEp7ydIu12.距离测量/view/983082.htm13.C语言/v15471.htm第17页致谢时光如梭，转眼间大学生活即将结束，站在毕业的门槛上，回首过往，点点滴滴，酸甜苦辣一直回荡。在此毕业论文完成之际，我谨向所有关心、爱护、帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。本设计是在我的导师丁建强老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从课题的选择到论文的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。课程的设计与论文的完成都花费了老师很多的的时间与心血。他认真和蔼的指导态度，严谨，精益求精的治学精神，深深地感染和激励着我。他给了我许多非常有益的建议和意见，使我在思路上得到了很大的开阔，从中认识到了自己存在的不足，并且学到了很多非常宝贵的知识。在此衷心的感谢老师的帮助与指导！最后还要感谢这次毕业设计当中所有给予过我帮助的人，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，并且给了我很多很好的建议，没有你们的帮助我也不可能这样顺利地结稿，还有在学校教授我知识的所有老师，在此一并表示深深的谢意。第18页附录：中英文文献翻译名称FirefaceUC第19页附录1：实物照片说明附录2：部分源程序intmain(void)第20页charDisNum16;Indicates();Block();LCD_Initializtion();/LCD初始化Sys_Configuration();/系统配置Joy_Key_GPIO_Init();LCD_Clear(White);/LCD清屏Display();Delay(0xfffff);while(USER_KEY!=Read_Joy_Key_State();LCD_Clear(Cyan);Chinese();/显示初始界面DisIndicates();/显示指示条DisBlock();/显示窗口Port_Configuration();/端口配置while(1)/=测距if(distance_A!=distemp_A)distemp_A=distance_A;if(distance_ADoorWidthIn)FirDoorFirIn=1;FirDoorSecIn=0;FirDoorSecOut=1;sprintf(DisNum,%6d,distance_A);GUI_Text(50,4,(uint8_t*)DisNum,Red,Cyan);/A超声波测得的距离a0=(uint16_t)(100*distance_A/(100-20);LCD_BarIndicate(b0,a0);LCD_WindowsWave(w0,a0);if(distance_B!=distemp_B)distemp_B=distance_B;if(distance_BDoorWidthIn)FirDoorSecIn=1;FirDoorFirOut=1;FirDoorSecOut=0;sprintf(DisNum,%6d,distance_B);第21页GUI_Text(225,4,(uint8_t*)DisNum,Red,Cyan);/B超声波测得的距离a1=(uint16_t)(100*distance_B/(100-20);LCD_BarIndicate(b1,a1);LCD_WindowsWave(w1,a1);if(distance_C!=distemp_C)distemp_C=distance_C;if(distance_CDoorWidthOut)SecDoorFirOut=1;SecDoorSecOut=0;SecDoorSecIn=1;sprintf(DisNum,%6d,distance_C);GUI_Text(50,222,(uint8_t*)DisNum,Red,Cyan);/C超声波测得的距离a2=(uint16_t)(100*distance_C/(100-20);LCD_BarInd