毕业设计（论文）-基于超声波的排污管道避障系统设计.doc

本科学生毕业论文（设计） 题目（中文）： 基于超声波的排污管道避障系统设计 （英文）： Design of Obstacle Avoidance System For Sewage Pipe Based on Ultrasound 姓 名 学 号 院 （系） 电子与信息工程学院 专业、年级 电子信息工程专业 2013级 指导教师 2017年 5月 8日18目 录 绪 论11 系统总体设计31.1 超声波测距原理31.2 超声波传感器的选择31.3 微机控制模块的选择51.3.1 基于CPLD的测距系统51.3.2 基于单片机的测距系统52 硬件模块设计72.1 单片机控制模块72.2 超声波发射模块72.3 超声波接收模块92.4 显示模块92.5 报警模块103 系统程序设计113.1 超声波测距算法113.2 主程序流程图113.3 超声波发射子程序及超声波接收中断程序 124 系统软件调试144.1 通过 Keil软件进行调试144.1.1 程序编写144.1.2 芯片选择144.2 中断调试154.3 超声波模块调试15总 结16参考文献17致 谢18 插图索引图 1 超声波测距原理图3图 2 压电式超声波发生器4图 3 基于CPLD的超声波测距系统框图5图 4 基于单片机的超声波测距系统框图6图 5 超声波避障测距系统总体电路框图7图 6 AT89C52单片机7图 7 单片机产生发射信号模块8图 8 多谐振荡器发射模块8图 9 晶体振荡器发射模块8图 10 超声波检测接收模块9图 11 显示控制模块10图 12 报警模块10图 13 超声波测距实物图10图 14 主程序流程图11基于超声波的排污管道避障系统设计摘 要 在我国的中小城市中，大都存在“老城区”，这些区域的排污管道大多是城市建成初期建设的，普遍存在管道直径小，施工不规范，检修井预留位置不合理等问题。随着人们生活水平的不断提高，城市污水排放量急剧增长，加之管道维护不到位、人们乱扔生活垃圾、新建管道时不慎落入建筑垃圾等人为因素，排水管道经常会出现堵塞现象，如果不能及时发现拥堵点并进行疏通，就有可能导致排水不畅，污水溢出等严重后果。对于堵塞的管道，如果仅靠人力进行故障排查，管理人员的工作量较大，而且还存在人员不能到达的“盲区”，不仅速度慢，定位精度也不高，严重的，甚至需要进行破坏性开挖，才能够找到堵塞点，延误了排污的进度。想要一次性更换所有的排污管网，花费巨大且很难实现，所以，本文设计了基于超声波的排污管道避障系统，当排污管道堵塞时，能快速找到堵塞点并将信号返回给管理人员，大大的减少了排查的工作量。本设计以单片机作为主控芯片，超声波探头将测距信号传输至单片机进行综合分析处理，实现超声波避障的功能，将检测到的信号返回给工作人员，从而实现排障。的功能。本项目设计了系统的总体方案包括硬件电路和软件，硬件电路由微处理器，超声波发送、接收模块、显示模块等组成，软件由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。系统用C语言编写程序，用Keil软件进行了调试，最后完成了系统的测试。该系统能实时的检测出管道中的大块障碍物，测量的精度可达到2cm，最大检测距离可达4m。【关键词】单片机 超声波测距 管道排障Design of Obstacle Avoidance System ForSewage Pipe Based on UltrasoundAbstract Mostly exist in our countrys small and medium-sized cities old, the area of discharge pipes are mostly built in the early construction of city, common pipe diameter is small, the construction, maintenance well placeholder problems such as unreasonable. As people living standard unceasing enhancement, the urban sewage emissions sharply growth, combined with the pipeline maintenance is not in place, people throw garbage, a new pipeline when he fell into human factors, such as construction waste drainage often appear jams phenomenon, if not timely find congestion points and unblock, it may lead to poor drainage, sewage overflow and other serious consequences. For pipeline jam, if only by human for troubleshooting, management personnels workload is bigger, but also the existence of personnel cannot reach blind spots, not only speed, positioning accuracy is not high also, serious, even destructive excavation is required, will be able to find the choke point, delayed the progress of the sewage. Want to one-time change all the sewage pipe network, costly and difficult to achieve, therefore, this paper designed the discharge pipes based on ultrasonic obstacle avoidance system, when the drainage pipeline jam, can quickly find the choke point and signal is returned to the management, greatly reduce the workload of the screen. This design with the single chip processor as the master control chip, the ultrasonic probe will be ranging signal transmission to SCM comprehensive analysis, we can realize the function of ultrasonic obstacle avoidance, the detected signal is returned to the staff, so as to achieve debugging. The function. This project designs the overall scheme of the system including hardware circuit and software, the hardware circuit by microprocessor, ultrasonic sending and receiving module, display module, etc, the software consists of the main program, preset subroutine, launch subroutines, receive subroutine and display subroutine modules. The system was programmed in C and was debugged with Keil software and finally completed the system test. The system can detect large obstacles in the pipe in real time, the accuracy of measurement can reach 2cm, and the maximum detection range can reach 4m.【Key words】Micro Control Unit Ultrasonic Location Pipeline Cowcatcher绪 论 1、 研究的背景及意义在我国的中小城市中，大都存在“老城区”，这些区域的排污管道大多是城市建成初期建成的，普遍存在管道直径小，施工不规范，检修井预留位置不合理等问题。随着人们生活水平的不断提高，城市污水排放量急剧增长，加之管道维护不到位、人们乱扔生活垃圾、新建管道时不慎落入建筑垃圾等人为因素，排水管道经常会出现堵塞现象，如果不能及时发现拥堵点并进行疏通，就有可能导致排水不畅，污水溢出等严重后果。对于堵塞的管道，如果仅靠人力进行故障排查，管理人员的工作量较大，而且还存在人员不能到达的“盲区”，不仅速度慢，定位精度也不高，严重的，甚至需要进行破坏性开挖，才能够找到堵塞点，延误了排污的进度。想要一次性更换所有的排污管网，花费巨大且很难实现，所以，本文设计了基于超声波的排污管道避障系统，当排污管道堵塞时，能快速找到堵塞点并将信号返回给管理人员，大大的减少了排查的工作量。2、 国内外研究的现状 窗体顶端超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输时间来测量距离，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关1。2013年，陈建等人利用驻极体电容麦克风作为超声波接收器来接收超声波信号2，并且提出基于单个超声波信号的周期互相关滤波算法，这两种方法相结合使得距离测量精度进一步提升，精度可达0.02mm。2014年，赖国强等人经过对超声波传感器的仔细分析，提出了利用粒子群优化算法来对回波包络上升沿进行拟合的测量方法3。这种方法测量范围为300mm1000mm，误差可控制在0.13mm2.02mm范围内，标准差可控制在0.04mm0.19mm范围内，该方法在测量精度和一致性上都有很大程度的提高。2015年，田文成等人针对超声波第一个超声回波前沿难以捕捉，提出了多次増益校正增益可编程回波信号的检测方法，从而使比较器能够捕捉到首个回波前沿4。针对目前测量超声波波速的补偿方法过于单一，提出了使用标准挡板的方法。先测量已知距离的传播时间，然后对待测距离的传播时间进行测量，通过两者之间的比值得出待测距离。反复试验的结果证明，这种改进方法能够实现在特殊环境下进行高精度的超声波测距。从最早发现超声波距今已有100多年，在此期间，超声波已经被广泛应用到各个领域，这其中，超声波测距技术随着科学的发展不断的更新，已经能够实现毫米级精度的测量。本文结合大学所学知识，设计一个基于超声波的排污管道避障系统，利用超声波测距的原理，针对城市污水排放管道管径小、网络复杂和排障检修不便等问题，希望为改善城市排污的疏通尽一份力。3、 主要内容本设计以单片机作为主控芯片，超声波探头将测距信号传输至单片机进行综合分析处理，实现超声波避障的功能，将检测到的信号返回给工作人员，从而实现排障的功能。本项目设计了系统的总体方案包括硬件电路和软件，硬件电路由微处理器，超声波发送、接收模块、显示模块等组成，软件由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。系统用C语言编写程序，用Keil软件进行了调试，最后完成了系统的测试。该系统能实时的检测出管道中的大块障碍物，测量的精度可达到2cm，最大检测距离可达4m。1 系统总体设计本章主要介绍了超声波的测距原理，传感器的类型。经比较后选择出适合本设计的传感器，最后对微机处理模块所选用具体方案进行选择。1.1 超声波测距原理超声波测距的原理是利用超声波在介质中的传播速度为已知量，测量超声波从发射至遇到障碍物反射回来被接收的时间差，计算出发射点到障碍物的实际距离。即测出发射和接收回波的时间差Tr，然后求出距离SC Tr2，式中的C为超声波在介质中的波速5。图1即为超声波测距的原理图图 1 超声波测距原理图超声波指向性强，在介质中传播的距离较远，因而超声波常用于测量距离，通过超声波来实现的常用仪器有测距仪和物位测量仪等。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。 表1列出了不同温度下超声波在空气中的传播速度。在使用中，如果温度变化很小，可以认为速度基本不变。表 1 超声波在空气中的传播速度温度（）-30-20-100102030100声速（米/秒）331319325332338344349386超声波在水中传播速度和普通声音在水中速度是一样的，主要取决于水的密度、温度、溶液浓度、超声波的传播方向和水流速度等都会有影响。声音主要利用的是水中的介质传播，通常说如果是纯水，无其它任何杂质的话是无法传播的，水中的声速只跟介质的密度和容变弹性模量有关，一般认为温度会影响液体的容变弹性模量，这就需要我们考虑温度的补偿。流动的水是不会改变这两个参数的，所以声波在流动的水中传播速度不变。而本设计考虑到已经对排污管道进行截流，管道内就没有污水通过了，所以不考虑水的流动速度对其的影响。1.2 超声波传感器的选择目前，避障系统的测距使用的传感器主要有超声传感器、视觉传感器和激光传感器，结合易于实现以及成本等因素，本次设计选用了压电式超声波传感器。激光测距的技术复杂，实现难度较大且成本过高，而且有一些激光传感器所发射的激光，对人的眼睛还有伤害。视觉传感器的图像处理中，由于边缘锐化、特征提取等图像处理方法计算量大，实时性差，对中央处理机要求高，误差也较大。超声传感器的成本低，实现方法简单，而且目前的超声波测距技术相当成熟，是机器人测距避障的常用传感器，综上，本设计选用超声波传感器。为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了多种超声波发生器。一般来说，可分为两种：一种是用电气形式产生超声波，一种是用机械形式产生超声波。1 电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；2 机械方式有加尔统笛型、液哨型和气流旋笛型等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也是不相同的。本设计选用压电式超声波发生器，压电式是目前较为常用的一种超声波发生器类型。压电式超声波发生器实际上就是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图2所示： 共振器电板压电晶片超声波传感器结构图 2 压电式超声波发生器而根据系统要求，我这次设计选择使用的是常用的压电式超声波发生器。压电式超声波发生器有两个压晶片和谐振板。当在两级外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振动频率时，会发生压电晶片的共振，并且驱动共振板振动，然后产生超声波。相反，如果没在两电极之间施加外加电压，当振板接收到超声波时，压电晶片将被压迫振动，机械能被转换成电信号，这样就成为了超声波接收器。在超声波检测电路中，在发射端接收到的输出脉冲为一系列方波，这一系列方波的宽度即为发射超声与接收超声的时间间隔，如果说被测物的距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲数与正在测量的距离成比例。1.3 微机控制模块的选择本次拟采用的避障测距的方案有两种：一种是基于CPLD的避障系统的测距，另外一种是基于单片机的避障系统的测距6。1.3.1 基于CPLD的测距系统这种测距系统如果采用CPLD(Complex Programmable Logic Device)器件，则运用VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)编写程序，使用MAX+plusII软件进行软硬件设计的仿真和调试，最终实现测距功能。CPLD器件内部的宏单元是其最基本的模块，能独立地编程为D触发器、T触发器、RS触发器或JK触发器工作方式或组合逻辑工作方式。虽然说本系统可以利用CPLD器件控制超声波的发射，并对超声波发射至接收的往返时间进行计数，将计算结果在LED上显示出来。配合使用MAX+plusII开发软件，可集设计输入、设计处理、设计校验和器件编程于一体，其系统框图如图3所示。但是这样开发周期就比较长，而且所需的知识面广且很难实现，所以不适合用于此次设计。图 3 基于CPLD的超声波测距系统框图超声波发射器向某一方向发射40kHz的超声波，在发射超声波的同时，MAX7128S内的计数器开始计数。在空气中传播的超声波，在传播途中一旦碰到障碍物就会立即返回来。超声波接收器一旦接收到反射波CPLD立即停止计数。CPLD所记录的时间就是超声波从传感器到被测物的往返时间。超声波在空气中的传播速度我们设定为344m/s，根据计数器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=344t/2。又因为CPLD开始计数后，只要传感器收到回波，CPLD就立即停止计数，所以只有最先返回的超声波才起作用，也就是说超声波避障系统的测距总是测得离传感器最近的物体的距离。1.3.2 基于单片机的测距系统基于单片机的超声波测距系统7，是利用单片机编程产生适当频率的方波，经过发射驱动电路放大，使超声波传感器发射端震荡，发射超声波。超声波波经反射物反射回来后，由传感器接收端接收，再经接收电路放大、整形，控制单片机中断口。其系统框图如图4所示。图 4 基于单片机的超声波测距系统框图这种以单片机为核心的超声波测距系统通过单片机记录超声波发射与返回两个时间段。当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离，结果输出给LED显示。综合上述两种方法的比较，因为利用单片机准确计时，测距精度高，而且单片机控制方便，计算简单。所以本设计采用这种设计方法，即可得到准确的障碍物的位置，经传输到中央处理器做出处理即可采取有效的避开措施。且符合大学所学的专业知识，编程语言简单，故选用基于单片机的避障系统的测距的方案进行本次设计。2 硬件模块设计 本系统的电路主要由控制模块、超声波发射模块、超声波接收模块及显示模块共同构成。超声波避障测距系统总体电路框图如图5所示图 5 超声波避障测距系统总体电路框图超声波发射用单片机P2.1端口输出的40kHz的方波信号驱动，然后接收信号并进行数据处理，晶振频率为12MHz，所以机器周期约为1 us，即每计一轮时间为60us，然后设置一个时间变量c，每计一轮c加1，计算出时间并算出距离，用LED进行数字显示。2.1 单片机控制模块本系统的单片机选用Atmel公司的8位单片机AT89C52，AT89C52是40引脚双列直插封装，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时/计数器TO和T1，4个8 b的I/O端：IP0，P1，P2，P3，一个全双功串行通信口组成。特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(EPROM)，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用8。图 6 AT89C52单片机在系统中，单片机记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离，结果输出给LED显示。2.2 超声波发射模块超声波发射电路考虑以下几种方案：方案一，通过单片机控制，P2.1端口输出超声波转化器所需的40KHz的毫伏级信号，然后通过放大发射出去。电路如图7所示。图 7 单片机产生发射信号模块方案二，通过555定时器、R1、R2和C1组成多谐振荡器9，当输入信号为高电平时，启动振荡器输出40Hz的频率信号，电路如图8所示。图 8 多谐振荡器发射模块方案三：采用晶体振荡器和三极管组成发射电路。从单片机发送一个高电平信号，导通三极管Q2，驱动晶体振荡器起振，产生40kHz频率的方波信号，然后通过三极管Q1放大从JP3口发射出去。该电路发射超声波信号大于10m。电路原理图如图9所示。图 9 晶体振荡器发射模块经比较，方案一电路简单，控制方便。且基于频率的稳定性和发射的距离考虑，本设计采用方案一。该电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成10，单片机P2.1端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻R13、R14一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。2.3 超声波接收模块集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近，可以利用它作为超声波检测接收电路，其电路图如图10所示。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。更改电容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力13。图 10 超声波检测接收模块2.4 显示模块本设计使用AT89C52单片机或它的兼容系列11。采用12MHz高精度晶振，以获得更稳定的时钟频率，减少测量误差。单片机使用P2.1端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，并通过使用外部中断1端口来监测超声接收电路的输出的回波信号。显示电路使用简单实用的4位共阳的数码管并用P1.0P1.3连接BCD代码输入，通过硬件解码驱动段码，位码用P1.4 P1.7驱动显示。显示控制模块流程图如图11所示。图 11 显示控制模块在显示距离的同时，探测员推测出障碍物的大致区域，然后做出避障的一系列措施。2.5 报警模块一旦测量障碍物与传感器之间的距离低于设定值时候，蜂鸣器将进行报警12，这个时候，安装在系统中的蜂鸣器发出报警，同时还可给系统加装定位装置，以便外部维护人员快速定位到堵塞点，从而快速的对其采取疏通措施。图12为蜂鸣器报警电路：图 12 报警模块综上，通过各个硬件电路模块的共同组成，得到如图13所示的电路实物。图 13 超声波测距实物图3 系统程序设计本章主要介绍了此次设计程序的编写以及相关程序的详细介绍。本设计采用C语言编写各模块的程序。3.1 超声波测距算法系统程序设有两个计数器，T0用于产生40KHz方波；T1用于计时，将T1用方式2计数，即为八位计时，初值设为196，因为单片机频率为12MHz，所以机器周期为1 us，即每计一轮时间为60us，然后设置一个时间变量c，每计时一轮c加1，设声音速度为344m/s ，则每计一轮传播距离为1cm13。基于此，用外部中断1接受超声波反射信号，并采用实时显示，每发一组方波后等待中断，当中断来时停止计数，随后进行数据处理、LED显示. 中断没来则显示上一次数据，如此循环。3.2 主程序流程图 软件部分的主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、超声波发射和接收的控制。 定时中断服务子程序完成超声波的发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。流程图如图14所示。图 14 主程序流程图主程序首先是对系统进行初始化，对超声波的发射时间进行记录，再等待超声波的回拨信号，并开始计时，在接收到超声波的回波信号时中断开始记录超声波信号的往返时间，计算出距离，并送往显示电路报警，这就完成成了一轮信息采集，在得到距离信号后，定位器开始把障碍物的地点传输给排障人员，然后做出排障措施。然后调用超声波发射子程序送出一个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时0.1 ms（这也就是超声波避障系统的测距会有一个最小可测距离的原因）后，才打开外中断1接收返回的超声波信号。这个时候，用外部中断1接收超声波反射信号，并采用实时显示，每发射一组超声波后等待中断，当中断来时停止计数，随后进行数据处理、LED显示，并启动报警。中断没来则显示上一次数据，如此循环。计算出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示至下一个中断来临时结束，然后再发超声波脉冲重复测量过程。3.3 超声波发射子程序及超声波接收中断程序 超声波发射子程序的作用是用P2.1端口输出超声波发射器所需的40KHz 方波信号，通过端口发送1个超声波脉冲信号（频率约40kHz的方波），脉冲宽度为12.5s，同时把计数器T1打开,进行计时。超声波发射子程序如下：void fangbo()c=8;TH0=0xf6; TL0=0xf6;TH1=0xc4;TL1=0xc4;TMOD=0x22; /计数器初始化，方式1 IT0=1;P2.1=0;TR1=1;/启动计数器1用于记时TR0=1; /启动定时器0 用于发方波for(i=0;iClose Project”菜单将其关闭。单击“File-New. ，打开一个新的文件输入窗口，在这个窗口里输入上述源程序。输入完毕之后，选择“File-Save，将文件保存，以“c”为扩展名（一定要加扩展名，否则后面添加文件就找不到该文件保存。4.1.2 芯片选择单击“Project-New Project.，出现对话框，给将要建立的工程起一个名字，不需要输入扩展名。单击“保存”按钮，出现如图15所示对话框 图 15 CPU选择窗口 图 16 添加文件菜单这个对话框要求选择工程中所用的单片机型号，这里选择Atmel公司的89C52芯片。在工程窗口的文件页中出现了“Target 1”如图16所示。4.2 中断调试由于接收超声波，使用的外部中断1，为了确保外部中断1正常，采用了程序进行确认。#includereg51.hmain()IE=0x8f;IT0=1; P1=0x11;while(1); void timer(void) interrupt 2 using 0 P1=0x19; 在运行程序时，从外部向P3.3口引入下降沿，有中断时返回9，无中断则返回1。通过不断循环调用方波发送函数，利用示波器从P2.1口观测方波的频率。通过不断地修改计数初值，最终确定方波的频率为40KHZ左右。4.3 超声波模块调试我们通过函数信号发生器，产生标准的40KHZ的方波，从超声波模块输入口输入，同时，用示波器从输出口进行观测，最终我们观测到了相应的一系列的方波信号。然后，我们将单片机产生的信号，取代函数信号发生器产生的标准发射信号，将超声波模块的输出直接接到单片机的中断口P3.3，进行整体调试。为了产生的信号足够强，但又要防止接收头对发射信号的直接接收，我们不断的调整单片机发送方波的个数，最后取得理想的效果。、总 结本课题设计了一种基于超声波的排污管道避障系统。单片机是本系统的核心器件，本论文介绍了基于单片机的测距原理、测距方式以及它的一些特性。为了更好的设计测距电路，然后深入地了解超声波传感器的工作原理。本次设计单片机采用Atmel公司15生产的AT89C52芯片产生驱动超声波传感器的40kHz的方波信号。本系统的发射电路采用74HC04六反向器，通过它对单片机产生的方波信号进行放大，以驱动传感器工作。接收电路采用的是CX20106A集成电路，通过接收电路对接收到的信号进行放大和整形，输出给单片机响应中断程序。本系统的LED显示部分采用的是静态扫描方式，并用单片机软件译码。单片机内部采用C语言编程，方波信号的产生、时间差的读取、距离的计算以及显示输出的译码最后到报警模块都由单片机编程完成。在此次设计有个不足之处，就是单片机对乘法执行周期长，并且此算法设计时略显麻烦。在本设计中采用了一种简单实用的算法。设置T1用于计时，将T1用方式2计数,初值为196,因为单片机频率为12MHz，所以机器周期为1 us，即没计一轮时间为60us，然后设置一个时间变量c，没计一轮c加1，设声音速度为344m/s ,则每计一轮就是1cm。最后c取模后就可以直接送显示。 最后设计结果，该设计能实时的检测大块障碍物的具体点位，测量的精度可达到2cm，最远距离可检测到4m。最后系统还存在很大不足之处，当测量距离在10-60cm时，误差很小，只有1-2cm，但当测量距离加大时，如在距离是130cm时，测得为124cm，当距离为140cm时，测得为134cm。随距离增大，误差增大。分析原因可能是此种方法本来就有的缺陷，由于采用近似算法，每一厘米会产生0.001cm的误差，1000cm就会产生1cm的误差，误差会随距离增大而增大。综合以上的总结，本设计还存在许多需要改善的地方，比如说能在检测的电路上增加一个摄像头，这样更能实时的检测到下水道的实时环境，这样在采取相应的避障措施会有更大的帮助。 参考文献1 刘念. 基于有阻尼自由振动的超声波测距系统的设计D.浙江工商大学,2017.2 陈建，