基于单片机的超声波测距仪的设计

1、学 号_ 1109141090 _毕 业 设 计 课 题 基于单片机的超声波测距仪的设计 学生姓名 陈晓磊 院 部 电气工程学院 专业班级 电气工程及其自动化 指导教师 江春红 二 0 一五年 六 月 摘 要 本课题主要研究的单片机的超声波测距仪的硬件设计。随着科技的发展，在日常的生活中，我们大多能接触到超声波的仪器，本篇论文主要的是讲述基于单片机下的超声波测距仪的设计。在相同的介质中，超声波测距与其它的测距方式相比，具有很多优势。例如：在测量过程中携带方便，与其它仪器相比，价格更为人们接受，测量的功能也非常的完美。能量的消耗也能降低，干扰它的工作比较困难。所以，我们大量的将超声波测距仪应用在

2、交通上。例：车辆的行驶安全，位置的跟踪，超速等交通法律法规的监管。在建筑上的使用，如：房屋的面积，道路以及桥梁的跨度的测量等。在这些实际的测量中，超声波测距发挥出巨大的能力。大大的改变了我们的生产、生活、工作以及休息的方法。超声测距仪的设计原理的介绍：超声波的发射装置发出超声波，在接收和发射过程中时间是由定时器来完成记录时间的数据。这些过程都是在89C51单片机的控制下，其中C语言也发挥重要的作用。在知道时间的前提下，实际测量的距离通过计算可以得到。把温度补偿用在数据处理中来减少误差的出现，距离和温度经过计算的距离和温度，会依次的显示在LED数码管上，且都会停留几秒。本次的设计是按照模块来完成

3、的，采用模块的方法，使功能更明确，结构清晰。这些模块的结合可以实现超声波测距的功能。通过硬件和软件，把功能模块连成一个整体，实现设计的目的。在硬件和软件模块，给出了电路图，流程图以及原理和程序的设计。完成的设计系统，一些优点如下:容易掌握，操作简单，测量的精度较高等。能很好的完成我们需要测量距离的地方。关键词：AT89C51 超声波 测距 LED显示 电路AbstractThis topic main research the single chip microcomputer hardware design of the ultrasonic range finder. With the d

4、evelopment of science and technology, in the daily life, most of us can come into contact with the ultrasonic instrument, this paper is mainly about the design of the ultrasonic range finder based on single chip microcomputer under. In the same medium, ultrasonic ranging compared with the other mode

5、 of distance, has many advantages. Easy to carry, in the process of measurement, for example, compared with the other instruments, more people accept the price, measurement function is also very perfect. Energy consumption can reduce, interfere with its work more difficult. So we have a large number

6、 of applying ultrasonic range finder on the traffic. Example: the motion of the vehicle safety, position tracking, such as speeding traffic regulation laws and regulations. Used in construction, such as: the area of the building, road and bridge span measurement, etc. In the actual measurement, ultr

7、asonic ranging play great ability. Greatly changed our production, life, work and rest.The introduction of the design principle of ultrasonic range finder: ultrasonic, ultrasonic launch device in the process of receiving and sending time is completed by a timer to record the data of the time. These

8、processes are under the control of 89 c51, which also play an important role in C language. On the premise of know the time and distance by calculation of actual measurement. The temperature compensation is used in data processing, to reduce the error in calculating the distance and temperature, wil

9、l in turn on the LED digital tube display, and will stay for a few seconds. This design is accomplished according to the module, adopt the method of module, make the function more clear, the structure is clear. The combination of these modules can realize the function of ultrasonic ranging.Through h

10、ardware and software, the function module together as a whole, achieve the purpose of the design. In hardware and software modules, gives the circuit diagram, flowchart and the principle and design of the program. Complete the design of the system, some advantages as follows: easy to learn, simple o

11、peration, high measurement precision. Well done where we need to measure the distance.Keywords: AT89C51 ultrasonic ranging LED display circuit目 录第1章 绪论- 1 -1.1 课题研究的背景- 1 -1.2 课题研究的意义与发展- 1 -1.3 课题的主要技术要求- 1 -1.4 论文的主要工作- 1 -第2章 超声波的介绍原理以及应用- 2 -2.1超声波的介绍- 2 -2.2 超声波的应用- 2 -2.3超声波的测距原理- 2 -第3章 设计阐述及

12、主要元器件- 4 -3.1 设计思路- 4 -3.2 测距仪的结构设计- 4 -3.3 单片机的介绍- 5 -3.4 单片机的功能- 6 -3.4.1 AT89C51的特性- 6 -3.4.2 AT89C51的管脚说明- 7 -3.4.3超声波发送和接收传感器- 8 -3.5温度传感器DS18B20- 9 -第4章 硬件电路的设计- 10 -4.1超声波发射电路- 10 -4.2测距仪接收电路- 10 -4.3测距仪的显示电路- 12 -4.4测距仪的电源电路- 13 -4.5测距仪的复位电路- 13 -第5章 系统的软件设计- 14 -5.1 主程序设计- 14 -5.2 测距仪的子程序设计

13、- 16 -5.2.1测距仪发送接收中断子程序- 16 -5.2.2 测距仪的测温子程序- 17 -5.2.3测距仪距离计算子程序- 17 -结 论- 19 -参考文献- 20 -致 谢- 21 -附 录- 22 -III插图清单图3-1主系统的结构框图.5图3-2 AT89C51单片机的引脚图.6图3-3超声波传感器.8图3-4温度传感器的封装图.9图4-1超声波发射电路原理图.10图4-2 测距仪接收电路.11图4-1 测距仪显示电路图.12图4-4 测距仪电源电路图.13图4-5 测距仪复位电路图.13图5-1 系统的主程序流程图.15插表清单表2-1超声波传播速度与温度的对应数字表.3

14、表3-1 P3口的另外功能.8表5-1 DS18B20的温度存储方式.17铜陵学院毕业设计第1章 绪论1.1 课题研究的背景 利用超声波测量两个物体之间的间隔长度，叫做超声波测距法。人类能听到的声波频率无法超过20KHz,所以频率在20KHz以上的响声，是超声波。超声波是机械波的一种。在科技的日新月异的发展下，人们对超声波测距的需求越来越多，在应用上越来越广泛。超声波测量的精确度比较高，成本相对低，性能比较稳定，从而受到极大的欢迎。随着近年来的房价快速上升，购买者和开发者在住房面积上的要求精度越来越高，这就需要更加精确的仪器去测量面积。本人觉的利用超声波测距能很好的去解决我们所面对的这个问题。

15、不易受到干扰，缓慢的能量损耗，传播距离较远，容易掌握，操作简单，测量的精度较高。能达到实际情况的要求，在以上优点的基础上因得到了很好的应用。所以本设计有比较实在和实用的意义与价值。1.2 课题研究的意义与发展意义：此次设计主要应用在购买者对房屋面积的测量，由于最近几年房价上升很快，购买者有些难以承受过高的房价，还有的一些买房者对面积测量的不准确等，这就需要超声波测距来帮助我们。看重的就是超声波测距的优点，这些有点能很好解决我们面临的问题，达到我们的要求。发展：超声波随着科技的日新月异，很可能向数字化、智能化的方向发展，在未来具有广泛的应用前景。1.3 课题的主要技术要求 由于住房面积的价格较高

16、，在测量时要有很高的精确度，并且要方便，快捷，易于操作，等等。1.4 论文的主要工作 （1）探究超声波测距仪的组成元器件和原理 （2）对硬件方案的总体设计 （3）系统硬件的选择和电路的设计 （4）系统软件的选择和设计- 13 -第2章 超声波的介绍原理以及应用2.1超声波的介绍声波是以物体机械振动状态的形式传来进行的播质，振动就是点在能够平衡的位置进行往返运动的方式。人类所能承受的听力在20到20000Hz之间，频率大于20000Hz的振动的声波叫做超声波。从本质上看，超声与可闻声是相同的，都是机械振动形式的同一种。纵波的传播方式是在弹性介质内所拥有的，所依靠是自身的能量在进行传播。频率高，波

17、长短，方向性强是其特点。 超声波的单位是赫兹（Hz）。在媒介中具有与能听到的声波有相同的传播规律。超声波的特性 （1）三种状态（气液固）下，以及固熔状态下，超声波都可以在这些介质中进行传播。 （2）超声波中存在能量，能量能伴随超声波一起传播。 （3）超声波能产生诸多现象，例如：折射、衍射、干涉、反射和散射以及叠加和共振等。超声波在传播过程中有以下几点特点： （1）能量比较集中并且传播方向性强，。 （2）在很多不同的媒质中传播，且传播的距离比较远。 （3）超声波能够携带一些信息。日常生活中，我们听的收音机，都是用超声波作为信息的载体或媒介去传播信息。在一些医疗设备上就是利用超声波具有能量的特性来

18、帮助患者解决病痛，能量具有对人类的两面性，它能够去影响和破坏一些物质的状态，性质等。2.2 超声波的应用 超声波在以下几方面的应用：（1） 超声检测。（2） 超声处理。（3） 基础研究。 这些应用能够帮助我们的生产，生活，工作。成为人类自身不能够去完成任务的工具。方便，高效，安全是我们生产生活中必须要拥有的外部环境条件。2.3超声波的测距原理在已知媒介中传播速度，再得知超声波在这段距离范围内传播所要的时间，当得到传播的速度和时间后，测量的距离就很容易计算出来。根据距离测量的公式：L=C×T 。式中L为测量的距离长度；C为传播速度（在标准状态下的空气中）；T传播的时间（因为这个过程是发

19、射到接收，实际时间是T的一半）。 我们可以利用超声波的一些优点，让它作为房屋面积测量的很好工具。由于最近几年房价高，在测量房屋面积中我们对测量精度的要求愈发严格，精度在厘米级能够勉强达到要求，国内目前只有厘米级的精度。但通过对误差产生的原因的分析，在精度方面我们可以提高一点，这样就能满足并且达到测量的要求，本设计中主要在房子面积上的应用，此精度理论可以达到我们的要求。在误差产生的方面，由上面的论述，我们可以知道。距离的数据是由速度和时间相乘得到的。所以，误差是在速度和时间里面出现。在这两点我们控制好，就能解决问题。 （1）时间误差 在误差控制在1mm以下范围时，假设速度为340m/s（标准大气

20、压和温度下），在其它的误差忽略不计的条件下。测量距离的误差,就是2.94µs。 保证测量距离的误差在1mm以下时，由上述计算可以知道，时间误差在2.907µs，在AT89C51单片机内用的是12MHz晶体作时钟的，所以单片机的计数能够达到1µs的精度。对于这样的误差，是我们可以接受的范围。也是允许的误差。 （2）速度误差 速度的误差有很多的因素在里面参与。我们可以根据其在不同媒介和同一媒介来分析。在本设计中，我们面临的是在同一媒介空气，空气中的其它因素很多，有湿度，夹杂其它物质的空气改变了原来的密度。密度和温度都有相互影响。本设计主要是应用在房屋面积的测量，温度和

21、密度的相互影响我们可以不计如其中。超声波速度和温度有如下关系其中气体定压热容与定容热容的比值r，对空气为1.40，气体普适常量气体分子量为M，空气取值28.8*10-3Kg/mol绝对温度T=273K+T。它们之间的关系可以用公式近似为：C=C0+0.607×TC0表示零度时的声波速度330m/s；T表示实际温度。温度与速度对应的表如下表2-1超声波传播速度与温度的对应数字表项目数值温度-30-20-10010203040506070声速（m/s)311318324330336342348354360366372第三章 设计阐述及主要元器件3.1 设计思路在日常生产、生活、学习中，经

22、常面临测量距离或者长度方面的问题，这就让我们如何去选择方便实用高效的测量工具显得很重要。小到游标卡尺、千分尺以及直尺，大到超声波、激光等测量工具。本次设计选用的是超声波作为工具，它适用于中长距离的测量，单片机是AT89C51，选用12MHz的晶振，这样可以达到我们要求的毫米级精度。 选用AT89C51的单片机，在硬件方面其结构优势明显，十分完备的功能器件配置，并且功能性上有很强的特点。它有一个8位的CPU，强悍的位处理器和完整的位微计算机。这些构成了AT89C51单片机的核心。并且它还有一些辅助的器件和设备，例如：位CPU、RAM、等等，正是这些器件将本设计的优点发挥出来，从而出色的完成任务。

23、在测量及控制等几点上有很大的优势。数据的采集和处理是8位处理器的优势所在。 根据上述各个方面的特点，完全可以以AT89C51单片机为主控制器来完成本次设计的任务，并将优点展现出来。3.2 系统的结构设计根据模块化的设计思路，可以分成8个模块，但根据设计的要求，没有必要设计那么多模块，我们可以将一些电路放在一个模块中。例如：发射和接收电路、传感器电路。其它的元器件可以单独进入一个模块中。在完成外观的模块化设计，其总体的方案就被确定了，其功能也随之被确定，这样才能保证整个设计都在可控和掌握的范围之下。其功能是对使用者命令的接受和处理，收发信号波。在收发的过程中完成对时间和距离的计算，以及误差的补偿

24、都是同步进行。结果的显示，让人更直观的去了解。在出现故障时能迅速复位，避免更多的错误出现。系统设计结构图如下图。图3-1 主系统的结构框图3.3 AT89C51单片机介绍 单片机就是将许多具有特定或者一定功能的元器件集中在一块芯片上。把这些功能不同元器件经过整合，来完成一个目标。所以叫MCU（微控制器）。因为在一块芯片上，占的体积肯定小，并且可以嵌入在其它的设备里面，又被称为EMCU(嵌入式微控制器)。AT89C51是高性能CMOS8位单片机，采用塑料双列直插式是其安装特点。使用的电源是低电压，片内有可重复改写的程序存储器和任意存取的数据存储。AT89C51能耗非常低，兼容性强，性价比高。引脚

25、共40个，外部双向端口有32个（输入/输出（I/O）。内部有外中断口2个，可编程定时计数器2个16位的，串行通信口2个全双工型的。AT89C51有2种对其编程的形式，可以在线对其编程，还可以常规编程。下图是AT89C51的引脚。图3-2 AT89C51的引脚图 3.4 AT89C51单片机的功能AT89C51具有很多的特性，其内有很多的元器件，能完成多种任务和功能。与很多单片机都兼容，独立的可编程闪存存储器，能多次循环的擦写，对数据的存留有很长的时间，能够在全静态下进行正常的工作。接口多且兼容其它的对接接口，中断源比一般的单片机多有5个，对串行通道也能编程等等。AT89C51 提供以下标准功能

26、：存储器为闪存的字节是4000，128字节的内部数据存储器，32个输入和输出I/O口，定时和计数器16位的2个，串行通信口为双全工和两级5向量终端结构各一个，还有时钟电路和片内晶体振荡器。在0Hz的状态下AT89C51依然能够支持静态的逻辑工作，同时也支持节电的操作和空闲期间停止工作。其它的功能模块可以继续工作，这样可以减少对能量的消耗。在断电时，RAM的内容依然能够保存下来，停止振荡器的工作，其它部件工作停止，在复位后从新启动工作。 3.4.2 AT89C51的管脚 关于AT89C51的引脚介绍一些它们的功能：（1）主电源引脚有两个，第20引脚和第40引脚，其中第20引脚接低电平，称为VSS

27、，而第40引脚需要接+5V电源，称为VCC，它能够保证正常运行状态及完成编程测验。(2) 时钟源引脚有2个XTAL1作为反相放大器输入端，也能作为接地端，前提是用外部信号。称为第19 引脚。XTAL2第18引脚，外接晶振成为反相放大器的输出端，作为输入端时，外接振荡信号源。(3) 控制、选通或复用RST/VPD第9引脚，复位输入端口。在正常工作状态下，作为高电平复位信号的输入端，故障时，能够保存片内的信息，不让遭受到损失，从而接通备用的电源。在进入外部存储器工作时，这个作为19引脚来输入脉冲，同时ALE的脉冲将被跳过的方式来进入锁存器。当没访问外部存储器时，ALE保持原来的状态输出，所以它可以

28、用点对点输出和定时。是另一个功能引脚，对片内存储器进行编写期间，可以成为编程的脉冲输入端。第29引脚，连接低电平有用，并且促使外部程序存储器工作。在外部程序存储器发出或取得指令时，输出2个有效的脉冲在同一个周期。当这2次脉冲信号消失时，访问外部数据存储器开始。：外部访问允许。想要外部程序存储器被大量访问时，端口一定要是低电平或者接地。当我们对闪存存储器进行编程时，此引脚一定是编程电压VPP且为+12V，因为器件用的是12V的编程电压进行工作的。（4）多功能I/O端口P0口第3239引脚，双向的I/O端口且是8位漏极的开路，当它们用作输出口的功能时，都能吸收电流来促使8个TTL电路工作，当对端口

29、写入“1”时，它变成高阻抗的输入端。他们还可以当成数据总线来使用，前提是数据和程序存储器被访问且内部电阻被激活。P1口第18引脚，准双向I/O端口，内部有8位的上拉电路。同样开用于低8位的地址总线，前提是编程和校验内部存储器(EPROM)。P2口第2128引脚，准双向I/O端口，内部有8位的上拉电路。可以当作高8位的地址总线，前提是存储器被单片机访问以及编程和校验程序存储器。P3口第1017引脚，准双向I/O端口，内部有8位的上拉电路。这8位都可以独立的互相定位，2个功能可以互相转换。引脚第二功能对应如下表：表3-1 P3口的第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD （串行输入口）P3.1TXD

30、 （串行输出口）P3.2 （外中断0）P3.3 （外中断1）P3.4T0 （定时/计数器0）P3.5T1 （定时/计数器1）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器读选通）3.4.3超声波发送和接收传感器 这个超声波传感器里面有2个部分组成的，我们选用是T40和R40来作为发射和接收超声波传感器。图如下。图3-3 超声波传感器 超声波的传播速度受到很多因素的影响，但在一定的条件下它的传播速度是不变的。超声波传感器的构成是一个共振板和两个压电晶片。它的工作原理是让其产生振动，这种振动是共振，外加在两极的频率和脉冲信号产生的频率是一样的大小，从而使传感器内晶片振动，这样才能正常

31、工作。3.5温度传感器DS18B20温度传感器在生产生活中被人类大量的应用，它主要是以半导体热敏元件构成，而半导体热敏元件更是大量的被应用。与其它的热敏元器件相比，它的特点很明显，精度和灵敏度高，造价便宜，耐用性好且体积小。DS18B20是本设计采用的又一个元器件，它是一个温度传感器元器件的一个典型代表。它所支持的接口特别，为一线总线的接口方式。温度的测量范围很广，在其范围内还能拥有不错的精度，误差在可以控制的情况下，这样对总体的精确度影响不大。DS18B20总体图如下， 图3-4 温度传感器的封装图DS18B20元器件适用在3V到5V低电压下工作,功耗小。本身程序设定的分辨率在9到12之间，

32、可以编程的温度有4个之多，依次是0.5的1次方到4次方温度。同样能进行很高的精度对温度测量。温度测量的范围在大多数条件下都能满足工作人员的需要，而且误差控制的很好。使用过程中不需要其它的元器件，简单方便。对地址的寻找持开放态度。第4章 硬件电路的设计4.1超声波发射电路超声波发射电路图如下。构成部分是反向器和换能器，它们的型号是74LS04和T40。图4-1 超声波发射电路原理图方波信号的频率是40KHz在P1.0端口输出，经两路发送的形式，一路是先到反向器再到换能器的一个电极，另一路经两级反向器再到换能器的另一个电极，超声波在这种方式下发射，其强度能得到很好的提高。在输出端，可以让两个反向器

33、并联来提高驱动能力。R1、R2在高电平的驱动能力，阻尼和振荡时间上有很大的用处。4.2 超声波接收电路 超声波接收电路有三大部分组成：传感器、两级放大和锁相环电路。由于反射波的信号非常弱，超声波传感器接收比较的困难，所以信号要让两级放大电路进行放大后才由传感器接收。锁相环电路是对信号频率进行筛选，在达到要求后向单片机发送中断指令。锁相环的中心频率是受到超声波的频率控制，本设计是40KHz的频率，锁相环只响应这个频率，从而不受其它的频率信号的影响。 发送器发射的超声波信号被传感器接收过后，再进入放大器进行放大，再后来信号进入锁相环进行检波，将频率为40KHz的信号留下，这时第8引脚发出低电平中断

34、信号到P3.3端，从而让定时器停止工作。接收电路图如下。图4-2 超声波接收电路4.3显示电路 整体的显示电路图如下，扫描电路是由动态的四位LED屏组成。输出口是P0端，在工作期间，显示位是由P2口控制的，它可以距离和温度，根据精度可知，距离能显示2位小数，。让显示温度时，需要按下K2。5秒后再显示距离。图4-1 显示电路4.4电源电路 电源电路如图4.4所示。本设计用的电源是+5V直流电，由于是一些高精度元器件，+5V电源必须是恒稳的，才能保证各个部件在正常的条件下工作。采用9V电池供电，再经过稳压器进行稳压，这样就能得到恒稳+5V的直流电。LED是电源指示灯，通电后发光。图4-4 电源电路

35、4.5复位电路 在测量过程中，可能出现一些错误或者进行下一个测量，也可以在工作中对其进行复位。我们需要一个复位电路。复位电路就是让整个系统回到初始的工作状态，从新让系统开始正常工作。AT89C51上的第9引脚就是复位端口，让其复位的前提是加上一个脉冲信号，也可以进行强制复位。图4-5 复位电路第五章 系统的软件设计5.1 主程序设计在编写程序时，C语言应用的很多，把它的优点都能够体现出来。结构简单简洁且紧凑，用起来灵活多变。符号多，能满足各种运算和处理程序。此设计我们让定时器去对时间进行高精度计时，C语言能够完全胜任。C语言也有一些缺点，所以我们还将汇编语言的也应用在里面，它的高效率和高精度将

36、大大的提高我们的本次设计的目的。在控制程序我们让汇编语言和C语言相互结合。可以对误差进行控制。设计整个系统时，我们分模块进行设计，这样大大的节省了时间，也减少了错误的出现，可以更好的去分析研究每一步骤。整个系统完成后，对系统进行通电。第一步，先进行初始化，再按K1开始温度测量，P1.0置位后定时器T0计时，发射传感器发送超声波，同时T1开始定时。循环检测引脚P3.3，P3.0在低电平接收到超声波的回波信号，T1立即停止计时并将所计的时间数据进行保存。在得到时间的前提下，距离很容易被计算出来，通过距离显示子程序，距离在LED显示屏上显示出来。 在检测部分，按下K2，在K2闭合时，显示子程序被调用

37、，温度出现在显示屏上。这个温度是当前的温度，不是补偿后的温度。温度显示5S后，距离的数据也出现在显示屏上。在K2打开的情况下，测量的数据是被保留在显示屏上。再开始下一次的测量，按下K3就能从新开始测量了。图5.1为主程序流程图 图5-1 主程序流程5.2 子程序设计5.2.1超声波发送接收中断子程序 在开始发送脉冲信号时，计数器和定时器都是同步工作的，定时器工作在0状态下，计数器打开就可以工作。发射的信号频率是40KHz且脉宽是12微秒。与此同时，还要对返回的信号进行检测，这是由外部中断1来完成的。回来的超声波信号由外部中断1检测，中断的程序在接收到返回的信号后立即开始作用并停止T1计时，完成

38、测距，标志字为1。反之，测距未完成或失败标志字为0，当计数器溢出，未检测到返回的信号，T1定时器溢出中断，将外部中断1关闭。 T0的中断C语言程序：sbit send=P10;void timer0(void)interrupt 1 send=!send; TH0=0x1f; TL0=0xf4;超声波接收（外部中断1）程序：void int1(void)interrupt 2 if(TH1!=0x00&&TH0!=0x00) b=1; TR1=0; TR0=0; t=TH1*256+TL1; t=t/1000000; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00;

39、TL1=0x00;else b=0; TR1=0; TR0=0; TH0=0x1f; TL0=0xf4; TH1=0x00; TL1=0x00; - 21 -5.2.2 测温子程序对温度测量的元器件是DS18B20,测的温度经特别的传输方法（一线总线），这样误差可以进一步的降低且高效快捷。在DS18B20元件里面，两个8位存储器RAM来对温度测量的储存，一共16位，其中最高的5位作为符号位，另11位储存温度测量的数据。计算温度时，当S=0，测量得到的温度数据以十进制的形式保存，当S=1，十进制保存的前提是要将补码变为原码为前提。表5-1 DS18B20的温度存储方式bit7 bit6 bit5

40、 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0232221 202-12-22-32-4bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8SSSSS262524在S=1或0时，还有另外的意思，温度有零上和零下，所以S还是零上和零下的表示。1代表零下，0代表零上。测温程序如下uchar readbyte(void) uchar i,k;i=8;k=0;while(i-)tem_in=1;delay_us(1);tem_in=0;k=k>>1;tem_in=1;NOP;if(tem_in)k |= 0x80; delay_us(4); ret

41、urn(k);5.2.3距离计算子程序在以上步骤完成后，最后的距离测量也能够被计算而得到。在测距程序中，我们知道距离的公式。 由距离测量的公式可以知道，公式中的，我们可以将公式简化为：，距离测量的程序：#include<math.h>void distance(void)double radical,dist,t;radical=sqrt(1+(temnum+273)/273);dist=165.7*t*radical;return(dist);结 论设计的测距仪器是以AT89C51单片机为核心，各个组成部分采用模块化，可以很直观和高效的知道自己的进度和不足之处。根据测量距离的原理

42、和公式，这样非常明白每一步的过程。在操作方面，AT89C51很方便，数据显示直观易懂。在计算过程中，快速稳定。在硬件电路的设计过程中，采用的是模块化的选择，模块就是电路，主控制装置，接收和发射装置等。误差方面主要集中在时间和距离测量的上面。在达到精度要求下，12MHz的晶振完全能够胜任。T40、R40是发射和接收传感器，DS18B20是温度传感器，4位共阳LED组成显示屏。软件的设计同样有很多电路程序。主程序，发射子程序，中断子程序等。在程序的应用上我们将C语言和汇编语言相结合，这样能更好的发挥其优点，从而达到设计的目的。完成后的设计，其正常工作状态下运行稳定。能够测量10m左右的距离，在测量时要保证