毕业设计（论文）-超声波测距仪设计

[6]，通过计算可以达到65536us。当测得的距离很长时，计时器工作错误并溢出。因此，为了使单片机正常工作，需要设置溢出中断。同时，由于硬件原因，电路的最大测量范围为4米，当实际测量距离超过最大范围时，接收探头将不会检测到回波。也就是说，由于没有外部中断，计时器无法关闭。图4.3定时终端子程序流程4.4重要功能实现在软件设计方面，要达到实验目的，实现基于单片机的超声波测距系统的设计与实现。除了以上程序需要编写外，还需要对温度读取功能、温度转换声速和距离计算进行编程实现。在所有的程序当中，对LCD1602的操作最为复杂，需要根据LCD的执行时序进行不同的控制，所以在这里列出LCD的初始化以及驱动的程序，下面的C语言的代码就是LCD1602的功能初始化以及驱动的程序。ucharBusyTest(void)//lcd忙碌状态检测{bitresult;RS=0;RW=1;E=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//空操作四个机器周期，给硬件反应时间result=BF;E=0;returnresult;}voidWriteInstruction(uchardictate)//设置模式或地址{while(BusyTest()==1);RS=0;//根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令RW=0;E=0;_nop_();_nop_();P0=dictate;//将数据送入P0口，即写入指令或地址_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=1;//E置高电平_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=0;//当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令}voidWriteAddress(ucharx)//设置实际显示的地址{WriteInstruction(x|0x80);}voidWriteData(uchary) //向LCD写数据{while(BusyTest()==1);RS=1;RW=0;E=0;P0=y;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();E=0;}voidLcdInitiate(void)//初始化操作{delay(15);//首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间WriteInstruction(0x38);//显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口delay(5);//延时处理WriteInstruction(0x38);delay(5);WriteInstruction(0x38);delay(5);WriteInstruction(0x0f);//LCD1602显示模式设置：显示开，有光标，光标闪烁delay(5);WriteInstruction(0x06);//LCD1602显示模式设置：光标右移，字符不移delay(5);WriteInstruction(0x01);//LCD1602清屏幕指令，将以前的显示内容清除delay(5);}voiddisplay(ucharhang,ucharlie,uchar*p){uchara;if(hang==1){a=0x80;}if(hang==2){a=0xc0;}a=a+lie-1;while(1){BusyTest();WriteInstruction(a);BusyTest();WriteData(*p);delay(10);a++;p++;if((*p=='\0')||(a==0x90)||(a==0xd0)){break;}}}4.4.1实现温度读取功能 //温度初始化 StartModule();//启动超声波 while(!RX); //当RX为零时等待 TR0=1; //开启计数 while(RX); //当RX为1计数并等待 TR0=0; //关闭计数 delayms(20);//20MS tmpchange();//温度转换 t_=tmp();//度温度4.4.2实现温度转换声速//计算不同温度下的速度voidJS_(ucharWD){ //大于20<30 elseif(WD<=30&&WD>20&&flag==0) { L_=(time*3.49)/200;//算出来是CM; }}其余温度下的计算方法与上面的程序所写的一样，只需更换系数即可。4.4.3实现距离计算//距离计算SD为当时的超声速度voidConut(ucharWD){ time=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; JS_(WD);}4.5实验测量数据

表4-1实验测量数据环境温度℃测量值cm实测值cm误差%2114.514.30.01382125.625.30.01262025.625.40.01152225.625.20.01472195.685.10.0181从上表4-1中的数据可以看出，温度与测量距离之间的距离影响测量精度。一般来说，它是随着温度和测量距离的增加而增加的。4.6本章小结在本章中，对如何实现设计并得到软件设计结果进行了分析和描述，并简要列出了相关的C程序。

第5章工程定额概算5.1超声波测距制作过程的成本预算5.1.1非标设备制作定额的说明1、关于材料定额中的材料用量包括直接消耗在设备制作中的使用量与规定的损耗量。主塑料模型为500mm200，如果实际尺寸小于该规格，则另加损耗量3%。本次超声波测距消耗的塑料主要是外壳，第一次使用外壳如果没有共模需要使用开模的费用另外计算，因为首次开模的费用比较高。5.1.2超声波测距定额的几点说明1设计的换热器结构与定额的取定结构不同时，按下列规定计算：超声波测距如出现焊接错误，则增收10%，这里所说的焊接错误主要是芯片等元件的焊接错误以及电路板的的错误。2本定额均系Ⅰ类换热器制作，Ⅱ类换热器制作按相应定额基价乘以系数1.08.3工程计算规则：超声波测距使用的材料，以“套”为计算单位。工程量中不包括防腐、刷油、绝热的重量。各部件组对焊接所开的坡口割除部分或加工切削的重量，在计算工程量时不扣除。

5.1.3超声波测距制作定额基价表表5-1超声波测距整体的费用计算序号名称数量单价（元）1ARDUINO单片机11502104电容1000.43晶振50.54按钮100.55104电解电容100.8610K电阻1000.37LCD显示1508蜂鸣器10.59LED1000.510PCB510011外壳150本次设计的PCB为最小生产单位5块。在外壳不另外开模的情况下，本次使用的总费用为：150*1+0.4*100+0.5*5+0.5*10+0.8*10+0.3*100+50*1+0.5*1+0.5*100+100*5+50*1=884元。

结论本设计是一种基于Arduino单片机、温度传感器、超声波传感器、液晶显示屏和蜂鸣器的简单易操作的测距系统。相对来说，超声波检测操作方便，测量精度足以满足声波在日常中的使用。当然，经过强化扩容后可以满足工业使用的要求。随着科学技术的飞速发展，超声波也将被应用到更广泛的领域。目前来说，超声仍有一定的局限性，需要对超声做更有力的研究，使超声更好地服务于人类世界。本次的毕业论文到这里就已经设计结束了，这次的设计让本人学到了很多知识。在这个设计过程当中，本人学到了单片机原理图的设计知识，软件的调试知识，程序的编写知识，以及硬件的焊接知识等。理论结合实际一直是老师强调的重点，在本次的设计中我也是深刻的体会到了这一点，首先就是模块的选型与购买，模块在使用上有两个特点，一是它已经完善了功能，我们不需要在进行改造，二是我们要查找资料去了解这个模块的工作原理。在设计单片机的过程中，也遇到了很多问题，通过查阅资料和与同学进行交流，也顺利解决了这些问题。第一,不够细心比如由于粗心大意将不同元器件的端口连接错误或者忘记连接,第二点就是深刻的认识到：无论做什么事情，只要足够坚强，有足够的毅力和决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。另外在设计单片机的时候，加深了对单片机IO口的输入输出的理解，在学单片机的时候，刚开始都不理解什么是上拉输入，什么是下拉输出，通过这次的自己动手实践，对这些也是深有体会。比如在测试端口的时候，刚开始总是觉得端口无法正常的使用，也没有找到具体的原因，后来查阅了相关的书籍才发现，端口在单片机设计的时候就没有上拉的电阻，如果作为普通的输入输出端口需要对单片机的端口进行人为的加入上拉电阻。通过本次的设计，深刻的体会到了在做任何事情的时候都会遇到问题，遇到问题并不可怕，只需要坚定信念努力的去寻找克服困难的办法，最终将会解决困难。这些经验本人将会应用到以后的工作与生活当中。希望以后会越来越好。

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感谢毕业设计已经接近了尾声，这也意味着大家的大学生活就要结束了，学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当完成这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。首先，本人特别感谢我的指导老师。做设计的过程是艰辛的，但是在本人的努力之下还是完成了。在这个过程中指导老师给了很大的帮助，没有老师的指导以及严格的要求，我也不会顺利完成这次设计。指导老师平时工作很忙，但个人做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了很重要的指导。其次，还要感谢这四年来教授知识的