山东科技大学毕业设计（论文）
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摘 要
近年来，我国的汽车数量正逐年增加，在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。
目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为0.5m～5m，因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。设计根据声波在空气中传播反射原理，并且也介绍了基于STC89C52单片机的超声波测距器。该设计由超声波模块HC-SR04、LED显示电路、键盘控制电路以及报警模块等部分组成，在探测范围内数码管显示出汽车与障碍物的距离，当距离小于所设计的安全距离时，蜂鸣报警器发出报警声，辅助驾驶人员能够安全倒车驾驶。
关键词：超声波；测距；STC89C52；HC-SR04；倒车雷达
Abstract
In recent years, the number of cars in China is increasing year by year. On highways, streets, parking lot, garage and other crowded, narrow place when reversing, the driver should be forward-looking, want to look back again, a bit not careful collision occurs. Therefore. Increase the car rear view ability, detect obstacles of developing the back of my car reversing radar has become a hot research topic in recent years. Therefore, designed with the single chip processor as the core, the use of ultrasound to realize non-contact ranging reverse radar system. Work, ultrasonic transmitter continuously emit a series of consecutive pulse,
For logic circuit provides a short pulse measurement. , the ideal measuring distance of 0.5 m ~ 5 m, so mostly used in the close distance such as car reversing radar. Design according to the principle of the reflected sound waves in the air, and also introduces the ultrasonic range finder based on STC89C52 single-chip microcomputer. The design by the ultrasonic transmitting, LED detailed introduces the ranging system hardware composition. Ultrasonic receiving circuit using HC - SR04 transceiver discrete integrated ultrasonic probe, the module consists of ultrasonic emitter, receiver and control circuit.
KEY WORD:Ultrasonic；Measure distance；STC89C52；HC-SR04；Reversing radar
目 录
I摘 要
II
Abstract
目 录
III
1第1章 绪论
11.1 项目研究背景
21.2 目前国内倒车雷达的发展现状
1.3 项目研究内容与方法
4
第2章 总体
设计方案
关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案
及论证
5
2.1 系统的总体框图
5
2.2 各模块的功能
6
第 3 章 超声波测距原理
7
3.1 超声波测试分析
7
3.2超声波测距模块
9
1
3第4章 硬件实现及单元电路设计
1
34.1 单片机STC89C52RC
1
64.2 主控制模块设计
4.3 时钟电路的设计
19
21
4.4 复位电路的设计
22
4.5 显示电路的设计
23
4.6声音报警电路的设计
24
4.7 键盘模块设计
24
4.8 电源设计
25第5章 系统的软件设计
25
5.1 系统的主程序设计
28
5.2 中断处理程序
5.3 显示子程序
28
5.4 距离计算子程序
29
第6章 总结和展望
29
2
96.1 总结
3
06.2 展望
3致 谢
1
3参考文献
2
3附件1：
3
PCB图、代码及实物图
36
附件2
43
中英文翻译
43
第1章 绪论
倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了驾驶的安全性。当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高，汽车已逐渐进入不少百姓家。汽车使用数量的不断增加，从而由此导致的倒车交通安全问题也非常严重，道路交通压力增加，交通安全问题也是面临严峻挑战。在面临如此严峻的交通安全问题，许多涉及安全问题的汽车辅助系统也纷纷现世。而本设计就是利用单片机知识、传感器知识等，进行的汽车防撞装置的设计，在汽车倒车时，这种装置可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时进行报警。
1.1 项目研究背景
在现如今伴随着世界经济的不断发展，汽车工业作为推动经济发展的龙头产业，其规模也在不断扩大。中国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，吸引了越来越多的家庭去购买自己的汽车。随着汽车拥有量的增加，在享受汽车给我们带来的便利的同时，由于汽车而产生的问题也日益突出。大多数有经验的驾驶员对倒车的基本方法很熟悉，然而很少的人知道倒车是多么危险。许多车队的管理者坦言，在他们所有的机动车事故中，30%～60%是倒车事故。一个水平中等的驾驶员花费在倒车上的时间远远不足他们总驾驶时间的 1%。这意味着相比较而言，当你向后移动车辆时发生事故的可能性相当高，在2002年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占21%，倒车成为令人们头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。公路、街道、停车场、车库的拥挤不堪，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生，针对这一情况，人们对汽车操纵的便捷提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的倒车问题。
有鉴于此，专门为汽车倒车所设计的“倒车雷达”应运而生， 倒车雷达（Car Reversing Aid System）全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅助装置”，它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。它能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，为倒车导向，提示方向盘该如何打。驾驶者可根据操作指示完成倒车工作。它的运用可极大地减轻驾驶者的体力、脑力劳动强度，降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强，判断和操作失误，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，大量避免了由于倒车镜死角和驾驶者目测据误差等原因说引起的交通事故。同时在它的研制基础上，如果完善动力执行机构和地图导航功能，可实现倒车的自动控制，所以本课题的研究也将对最终实现汽车无人驾驶产生积极的意义。
1.2 目前国内倒车雷达的发展现状
经过多年的发展，倒车雷达设计以及使用发生了质的变化。经过这几年的发展，倒车雷达系统已经经过了五代技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这五代产品都各有特点，使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这三种。
第一代：倒车时通过喇叭提醒 。”倒车请注意！”想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，现在只有少部分商用车还在使用。只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意，从某种意义上来说，它对驾驶员并没有直接的帮助，不能算真正的倒车雷达，基本属于淘汰产品。
第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8m～1.5m处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。
第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8m开始显示；如果是人，在0.9m左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由3种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物距离有0.8m以上；黄色代表警告距离，表示障碍物距离只有0.6m~0.8m；红色代表危险距离，表示障碍物距离只有不到0.6m，必须停止倒车。 第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内影响美观。
第四代：液晶屏动态显示。这一代有一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过LCD显示外观虽精巧，灵敏度较高，但抗干扰能力不强，所以误报也较多。
第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2m以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。
1.3 项目研究内容与方法
本课题的任务是设计一个基于单片机的超声波倒车雷达系统。本系统采用超声波测距原理，包括超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等几个部分。驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
本课题的现实应用的意义在于（1）将倒车自动化从被动防撞引向智能控制方向发展；（2）体现了“以人为本”的驾驶理念，倒车时驾驶者的视线可集中在前方，不需顾及车后状况，增加倒车的安全性和可靠性，并且它的应用可减轻司机体力和脑力劳动的强度；（3）它取代了传统倒车对人的驾车经验和技术的依赖，使初学者不需要旁人指导也能根据提示完成复杂的倒车任务；（4）安全可靠的防碰撞预警，使驾驶者无论是白天还是夜晚都能实现安全倒车；（5）这一
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
建立在安装小组件的基础上，避免对汽车整车的影响，为应用和普及创造了条件，经济性较好，易于普及。
设计中采用模块化设计方法，硬件设计包括系统控制模块、测距模块即超声波发射和接收模块，显示报警模块块设计等，软件设计包括计算模块、测距模块、显示模块设计等。
第2章 总体设计方案及论证
2.1 系统的总体框图
本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。电路结构可划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路等。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元，当测得的距离小于设定距离时，主控芯片将测得的数值与设定值进行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。系统总体的设计方框图如图2.1。
图2.1 系统总体的设计方框图
2.2 各模块的功能
1.单片机主控模块
电源启动后，单片机通过发送高电平对超声波模块进行触发。利用内部的定时器判断超声波的收发时间。由单片机内部进行计算出波源和障碍物的距离。并通过液晶模块和报警模块体现出来，若距离小于设定的距离，单片机控制蜂鸣器进行报警。
2.键盘模块
按键1：复位键；
按键2：报警距离设定按键
按键3：自定义报警距离增加1cm
按键4：自定义报警距离减少1cm
3. 超声波模块
超声波模块采用现成HC-SR04超声波集成模块，该模块可提供 2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
（1）采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号；（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；（3）有信号返回，通过IO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。
测试距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2；
4.液晶显示模块
采用4位共阳极动态显示模式，用来显示实时距离。
5.蜂鸣器报警电路
在本系统工作过程中，若测得的距离小于设定距离，蜂鸣器会进行报警。
第3章 超声波测距原理
3.1 超声波测距分析
最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物面的距离s，即：s=340t/2。
由于超声波也是一种声波，其声速V与温度有关。在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后，
只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。如图3.1所示。
图3.1 超声波的测距原理
（3-1）
（3-2）
式中:L---两探头之间中心距离的一半.
又知道超声波传播的距离为:
( 3-3)
式中:v—超声波在介质中的传播速度;
t—超声波从发射到接收所需要的时间.
将（3-2）、（3-3）代入（3-1）中得：
( 3-4)
其中,超声波的传播速度v在一定的温度下是一个常数(例如在温度T=30度时,V=349m/s);当需要测量的距离H远远大于L时,则(3-4)变为:
( 3-5)
而超声波在空气中的传播速度是340m/s,所以,只要需要测量出超声波传播的时间t,就可以得出测量的距离H。
根据超声波测距原理，超声波收发设备应该完成超声波脉冲的发射以及回波首波的精确检测。从结构上可以将收发设备分为收发一体换能器和收发分立换能器，这两种形式各自有优缺点。收发一体超声波换能器由于超声波发射和接收在一个口，因此其不存在近距离形成所谓的三角关系，因此其近距离的测量精度高。但是也由于收发共用端口的原因，导致了在发射完成脉冲序列之前不能够开始接收，这就导致了盲区的存在，这在原理是是不能消除的。收发分立超声波换能器虽然在近距离上可以进行测量，近乎没有盲区的存在，但是在近距离上一定会形成一个三角关系，从而导致其近距离上的测量相对误差极大。而在电路上，由于收发一体的超声波换能器的发射驱动电路和接收极的接收检测电路彼此相连，导致了电路的相互干扰，增加了抗干扰设计工作。虽然收发分立形式也存在串扰的缺点，但其是可以通过软硬件设计消除的。从总体上来说，收发分立在应用上更加简单、可靠，本次设计采用收发分立形式换能器。
3.2 超声波测距模块
3.2.1 HC-SR04超声波模块介绍
本设计的超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块，该模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过IO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。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。其中VCC供5V电源，GND为地线，TRIG触发控制信号输入，ECHO 回响信号输出等四支线。实物如下图3.2。
图3.2 HC-SR04超声波模块
超声波探测模块HC-SR04的使用方法如下：IO口触发，给TRIG口至少10us的高电平，启动测量；模块自动发送8个40Khz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过IO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，测试距离=（高电平时间*340）/2，单位为m。程序中测试功能主要由两个函数完成。超声波测距模块HC-SR04时序图如图3.3所示。
图3.3 超声波时序图
超声波探测模块HC-SR04的原理图如图3.4所示。
图3.4 超声波探测模块HC-SR04原理图
根据HC-SR04的原理图，HC-SR04测距模块时一个相对独立的系统。采用的电源芯片MAX232为超声波换能器提供了合适的电压，驱动换能器正常工作。它采用了单片机EM78P135作为控制器，完成了对外部触发信号的检测、产生脉冲信号、检测回波首波信号等工作。
与此同时其还肩负着控制电路的开启，处理超声波换能器的横向干扰，并且消除电路固定延时影响等工作。对于本次设计，选用这种测距模块将极大减少设计的工作，降低设计的成本。
超声波探测模块HC-SR04的电气参数如图3.5所示。
图3.5 HC-SR04的电气参数
3.2.2 HC-SR04总体性能分析
由于HC-SR04在设计上的较为周全的考虑，使得其的精度较高。但是由于其基于性价比优先的设计思路，其采用了应用广泛、性价比较高的经典设计，即在回波接收处理电路中采用了放大、滤波、放大、过零检测的方法。这种方法结构简单，便于集成化、小型化，但是由于回波信号随着测量距离的变化将发生剧烈变化，这将极大增加系统的设计难度，过零检测电路的参考电压的设置将极为困难。
1. 由于空气气流的起伏、目标的形状和粗糙度不同、传感器的响应特性较差等原因，使得传感器的回波信号不是一个规则信号，有较大的不确定性，给触发阀值的设置带来难度，从而使首波的检测发生错误。从而带来了测距的不确定性。
2. 由于测量距离、超声的入射角度、反射介质等方面的不同，使得接收换能器所获得的回波幅度相差很大。使用单一电平阈值时，若设置的闭值过高，则可能使较微弱回波漏触发，出现测量错误;若阈值过低，则可能出现的测量相位误差如图3.6所示：
图3.6 阈值过低时可能出现的测量相位误差
由于测距模块的集成化、小型化的设计需求，所以选用的是低压、小型换能器，其发射功率较小，这就直接决定了它的测量距离的不足。再加上换能器的发射角较大，能量不够集中，这更是减小了其探测范围。测距能力的不足，一定程度上意味着对较近距离的小体积物体探测能力的不足。
第4章 硬件实现及单元电路设计
4.1 单片机STC89C52RC
4.1.1 单片机简介
本设计中选用的宏晶科技的STC89C52RC型单片机是一种低功耗、高性能、采用CMOS工艺的8位微处理器，与工业标准型80C51单片机的指令系统和引脚完全兼容。片内8K Flash存储器可在线重新编程，或使用通用的非易失性存储器编程器。由于一般的距离测量中，距离的变化速度并不太快，而且单片机的机器周期可达μ s级，则其计时精度为μ s级，完全可以满足系统测量的要求，并且成本较低，所以本设计中选用STC89C52RC型号的单片机。STC89C52RC单片机，基于STC89C51内核，是新一代增强型单片机，指令代码完全兼容传统STC89C51,速度快8～12倍，带ADC，4路PWM,双串口，有全球唯一ID号，加密性好，抗干扰强。
STC89C52RC单片机的引脚图如图4.1所示。
图4.1 STC89C52RC单片机的引脚图
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM， MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
STC89C52单片机的基本组成框图见图4.2。
图4.2 STC89C52单片机结构图
4.1.2 单片机主要特性
1. 一个8 位的微处理器(CPU)。
2. 片内数据存储器RAM(128B)，用以存放可以读／写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等，SST89 系列单片机最多提供1K 的RAM。
3. 片内程序存储器ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始数据和表格。但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM，如8031，8032，80C31 等。目前单片机的发展趋势是将RAM 和ROM 都集成在单片机里面，这样既方便了用户进行设计又提高了系统的抗干扰性。SST 公司推出的89 系列单片机分别集成了16K、32K、64K Flash 存储器，可供用户根据需要选用。
4. 四个8 位并行I／O 接口P0~P3，每个口既可以用作输入，也可以用作输出。
5. 两个定时器／计数器，每个定时器／计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。为方便设计串行通信，目前的52 系列单片机都会提供3 个16 位定时器/计数器。
6. 五个中断源的中断控制系统。现在新推出的单片机都不只5 个中断源，例如SST89E58RD 就有9 个中断源。
7. 一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I／O 口，用于实现单片机之间或单机与微机之间的串行通信。
8. 片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率为12MHz。SST89V58RD 最高允许振荡频率达40MHz，因而大大的提高了指令的执行速度。
STC89C52单片机的中断系统：
STC89C52系列单片机的中断系统有5个中断源，2个优先级，可以实现二级中断服务嵌套。由片内特殊功能寄存器中的中断允许寄存器IE控制CPU是否响应中断请求；由中断优先级寄存器IP安排各中断源的优先级；同一优先级内各中断同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑确定其响应次序。
STC89C52单片机的定时/计数器：
在单片机应用系统中，常常会有定时控制需求，如定时输出、定时检测、定时扫描等；也经常要对外部事件进行计数。89C52单片机内集成有两个可编程的定时/计数器：T0和T1，它们既可以工作于定时模式，也可以工作于外部事件计数模式，此外，T1还可以作为串行口的波特率发生器。
4.2 主控制模块设计
本设计的主控制模块包括：STC89C52RC单片机，复位电路，超声波测距模块，时钟电路。主控制最小系统电路如图4.3所示。
图4.3 主控制最小系统电路
电路中用到3个按键，一个是设定键，一个加键，一个减键。按下设置键，系统进入报警距离设置界面，默认的报警距离是0.5米。当按一下加键时，设置距离加一厘米，当按一下减键时，设置距离减一厘米。
硬件电路总设计原理图见图4.4，从以上的分析可知在本设计中要用
到如下器件：STC89C52RC、超声波传感器、按键、四位数码管、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。其中D1为电源工作指示灯。
图 4.4 总设计电路图
4.3 时钟电路的设计
本设计的时钟电路如图4.5所示，时钟电路主要结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
Y1为12MHZ晶体振荡器，单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，C2与C3为负载电容。晶振与单片机的脚XTAL2和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生谐波，这个谐波对电路的影响不大，但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了电路的稳定性起见，在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减谐波对电路的稳定性的影响,所以晶振所配的电容的值处在10pf-50pf之间都可以，本设计C2和C3采用0.1μf。51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机处理速度，频率越大处理速度越快，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。
图4.5 时钟电路
4.4 复位电路的设计
本设计的复位电路如图4.6所示，具有上电复位和按键复位两种功能，上电复位电路是由电容C与电阻R串联组成，电容接VCC，电阻接地，RESET脚接在它们中间，当上电时，电容相当于短路，此时电阻上的电压等于VCC，经过一段时间后电阻电压逐渐变小直至为0，以达到上电复位的目的。同时只要按下S1按键，同样可以达到复位的目的。
当VCC上电时，C充电，在10K电阻R上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10K电阻R上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S1，C放电。S松开，C又充电，在10K电阻R上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作的状态。
单片机最小系统复位电路的极性电容C的大小影响单片机的复位时间，一般采用10～30uF，单片机最小系统电容值越大需要的复位时间越短。
图4.6 单片机复位电路原理图
4.5 显示电路的设计
超声波测距系统的显示要求比较简单，测量结果采用十进制数字显示。只需能显示0-9的数字，且显示稳定无闪烁即可。因此显示部分采用七段半导体数码管即LED。根据各管的极管接线形式，可分为共阴极型和共阳极型。在共阴极接法中，LED数码管的a-g七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不发亮。而在共阳极接法中，刚好与共阴极接法相反。LED数码管具有亮度大，响应速度快等优点。LED显示有静态显示和动态显示两种方式，本设计中采用动态显示方式，电路结构图如图4.7所示。
本设计通过软件的编译来实现由二进制到BCD码的转化，从而简化了显示电路。但是，在制作超声波测距系统的过程中，由单片机直接驱动LED显示，电流较小，LED虽然有显示但是比较暗，因此显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,位码用9012驱动。
图4.7 显示电路原理图
本设计的显示电路采用四位一体共阳数码管利用单片机进行动态显示，动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字型码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。实际设计中本电路单片机的P1.0至P1.7依次控制段码a、b、c、d、e、f、g、h。利用P3.4、P3.5、P3.6、P3.7口控制位选，从而达到动态显示的目的。显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,位码用9012驱动。
4.6声音报警电路的设计
由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来进行放大电流。蜂鸣器模块的电路图如图4.8所示。
图4.8 声音报警电路
4.7 键盘模块设计
本按键模块使用的是多位独立按键，按键一端接IO口，一端接地，由于单片机的IO口都有内部上拉，因此当按键没有按下的时候，IO检测到的时候高电平，当按键按下的时候，相当于IO短接地，因此这时候单片机检测到的电平为低电平，通过检测不同时刻的IO口状态就可以判断按下的是哪个按键。
图4.9 键盘模块电路图
4.8 电源设计
出于实际应用的考虑，本设计的电源采用3节5号干电池4.5V供电，可以同时满足实用性和经济因素的考虑。电源接口电路如图4.9所示。当电源接通时，二极管发光，表示系统正在工作。开关控制采用自锁开关，图中P2为电源盒接口或USB输入的接口，SW1为电源开关，用来接通电源或断开电源。
图4.9 电源接口电路
第5章 系统的软件设计
本设计采用的是模块化的思路来进行设计和编写程序，程序主要由系统主程序和中断程序构成。主程序完成单片机的初始化，超声波的发射和接收、计算超声波发射点与障碍物之间的距离、数码管显示和蜂鸣器报警等。系统程序设计的主要的功能是发射超声波、接受超声波、计算测量距离、蜂鸣器报警和数码管显示。
5.1 系统的主程序设计
超声波测距系统的控制核心是单片机，软件主要完成测量过程控制、精确计时、数据计算及结果处理等功能。
主程序对整个单片机系统进行初始化后，由单片机的IO口TRIG触发测距，给测距模块输入端最少10us的高电平信号，模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回，同时将定时器T0启动。有信号返回，通过IO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，同时系统进入中断服务程序。然后调用距离计算的子程序，再根据定时器T0记录的时间计算出所需要测量的距离，然后再调用显示子程序，再将测出的距离以十进制的形式送到数码管显示，同时调用声音处理程序来控制蜂鸣器进行报警。最后主程序通过对P3.3端口返回的高电平的接收，完成后续的工作，假如标志位清零则说明接收到了回波信号，那么主程序就返回到初始端重新将回波接收标志位置位并且在单片机的TRIG端口上发送10us的高电平信号到超声波发射电路，就这样，连续不断地运行，循环不断地工作用来实现测距。
在进行超声波测距时，实际上测距就是记录从超声波发射电路发射超声波信号开始到接收到信号的声波的往返时间差，然后通过数据计算出距离。其中，N为计数器的值，声速的值取为340m/s综合以上的分析可得到系统主程序流程图，系统主程序的流程图如图5.1所示。
开始
NO
NO
YES
图5.1 主程序工作流程图
5.2 中断处理程序
负责计算车尾与障碍物之间的距离是INT0的中断程序。根据前面的对超声接收电路的分析，在超声波集成模块接收到超声波回波信号后，超声波测距模块就会产生一个高电平送至单片机的P3.3引脚，使系统中断，则系统转入中断处理程序。进入中断处理后，定时器T0就立即被关闭，同时读取返回的高点平的持续时间值，并给回波接收标志位清零即成功接收到回波信号。中断处理程序的程序流程图如图5.2所示。
图5.2 中断处理程序流程图
5.3 显示子程序
在显示数据时，为了节省I/O端口资源，降低功耗，本设计采用动态显示的方法。其中P1口是段码，低电平有效。P3口是位码，低电平有效。P3.7口控制最高位，一直到P3.4口控制最低位。
究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的位选端，即可实现数字的动态显示。
四个数码管的段码都是P1口的输出,即四个数码管输入的段码都是一样的,为了使其分别显示不同的数字,对已处理数据查表从高位显示，经过延时再显示第二位、再经过一段延时，依次下去直到最低位，然后循环。
这样测试结果可通过数码管的动态显示方法显示出来。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的。
显示子程序的流程图如图5.3所示。
图5.3 显示子程序的流程图
5.4 距离计算子程序
在主程序中已经介绍了障碍物距离的计算公式为：S=(V*T0)/2=17T0/1000cm（其中T0为计数器T0的计数值），由于本次设计使用的是程序语言，所以需要调用乘法与除法子程序。
距离计算程序的流程图如图5.4所示。
图5.4 距离计算子程序流程
超声波距离计算方法设计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（障碍物）后反射回来，回波被超声波接收器R所接收到。这样只要计算出从发射超声波到接收到超声波信号所用的时间，就可以利用上述公式计算出超声波发生器与被测物体之间的距离。在启动发射超声波脉冲信号的同时启动内部定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射与接收到回波之间的时间。当收到超声波反射波（回波）时，接收芯片在INT1端输出一个中断请求信号，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T0。
第6章 总结和展望
6.1 总结
随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。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。
本设计主要是基于STC89C52芯片为核心的超声波测距仪，并有HC-SR04超声波测距模块、数码管显示等器件组成，包括单片机系统、超声波发射电路、超声波接收电路、单片机复位电路、LED显示电路和按键电路，主要实现车辆超声波测距并报警功能。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。以数字的形式显示测量距离。本文所设计的超声波测距报警系统，其结构简单、体积小、抗干扰性能好，若要满足更高的精度要求，还须进行适当改进。在某些特殊场合的应用中，还要考虑超声波的人射角、反射角以及超声波传播介质的密度、表面光滑度等因素。本系统不仅适用于车辆距离报警系统，还适用于水文液位测量，应用范围较广。
6.2 展望
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．因为超声波探头的限制，本设计装置在温度不同的环境下测量误差也不一样，所以要根据实际情况对探头进行合适的更换。
2．系统动态性能不高，当与向障碍物移动速度小的时侯，能够稳定测量并稳定显示，但是如果移动速度太大就会使误差也逐渐增大。
3．本设计中并没有温度补偿模块，主要是本设计做为倒车雷达使用对精确的距离要求不高主要是起到警报的作用，所以没有采用温度补偿模块进行设计。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，电路简单，编程容易，完全能实现功能要求。汽车倒车雷达所涉及的学科的内容比较多，诸如传感器、单片机等，现在各个学科还在不断的发展之中，相信也将推动这个系统功能的更加完善，并且应用将更为广泛。
致 谢
首先，我要感谢张瑞老师在毕业设计中对我给予的悉心指导和严格要求，在我毕业论文写作期间，老师给我提供了各方面知识上的指导和日常生活上的关怀，没有您这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业设计，借此机会，向您表示由衷的感激。
接着，我要感谢我的室友给了我很多宝贵的意见。在毕业设计的短短3个月里，你们给我提出很多宝贵的意见，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。
感谢山东科技大学，感谢您为我提供了4年大学学习的机会，也许我马上就要离开，但我永远不会忘记在这4年中哭过、笑过的回忆。
参考文献
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[5] 李全利. 单片机原理及接口技术[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2004.
[6] 薛均义, 张彦斌. MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 2005.
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[8] 康华光. 电子技术基础（模拟部分）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004.
[9]高海生，杨文焕.单片机应用技术大全[M].成都：西南交通大学出版社，1996.
[10]张友德，赵志英，涂时亮.单片机微型机原理、应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，1997.
附件1：
电气原理图
PCB图
程序代码：
#include
//调用单片机头文件
#define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义
变量范围0~255
#define uint unsigned int
//无符号整型 宏定义
变量范围0~65535
#include
#include "eeprom52.h"
//数码管段选定义 0 1 2 3 4 5
6
7
8
9
uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0,
0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff};
//断码
uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
//数码管位选定义
sbit smg_we1 = P3^4;
//数码管位选定义
sbit smg_we2 = P3^5;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
sbit c_send = P3^2;
//超声波发射
sbit c_recive = P3^3;
//超声波接收
sbit beep = P2^3; //蜂鸣器IO口定义
uchar smg_i = 3; //显示数码管的个位数
bit flag_300ms ;
long distance;
//距离
uint set_d;
//距离
uchar flag_csb_juli; //超声波超出量程
uint flag_time0; //用来保存定时器0的时候的
uchar menu_1; //菜单设计的变量
/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i 400)
set_d = 400;
}
if(key_can == 3)
{
set_d -- ;
//减1
if(set_d <= 1)
set_d = 1;
}
dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10];
//取小数显示
dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ; //取个位显示
dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位显示
dis_smg[3] = 0x60;
//a
write_eeprom();
//保存数据
}
}
/****************报警函数***************/
void clock_h_l()
{
static uchar value;
if(distance <= set_d)
{
value ++; //消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰
if(value >= 2)
{
beep = ~beep;
//蜂鸣器报警
}
}
else
{
value = 0;
beep = 1;
//取消报警
}
}
/***********************数码位选函数*****************************/
void smg_we_switch(uchar i)
{
switch(i)
{
case 0: smg_we1 = 0; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 1: smg_we1 = 1; smg_we2 = 0; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 2: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 0; smg_we4 = 1; break;
case 3: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 0; break;
}
}
/***********************数码显示函数*****************************/
void display()
{
static uchar i;
i++;
if(i >= smg_i)
i = 0;
smg_we_switch(i);
//位选
P1 = dis_smg[i];
//段选
}
/******************小延时函数*****************/
void delay()
{
_nop_();
//执行一条_nop_()指令就是1us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
/*********************超声波测距程序*****************************/
void send_wave()
{
c_send = 1;
//10us的高电平触发
delay();
c_send = 0;
TH0 = 0;
//给定时器0清零
TL0 = 0;
TR0 = 0;
//关定时器0定时
while(!c_recive);
//当c_recive为零时等待
TR0=1;
while(c_recive)
//当c_recive为1计数并等待
{
flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;
if((flag_time0 > 40000)) //当超声波超过测量范围时，显示3个888
{
TR0 = 0;
flag_csb_juli = 2;
distance = 888;
break ;
}
else
{
flag_csb_juli = 1;
}
}
if(flag_csb_juli == 1)
{
TR0=0;
//关定时器0定时
distance =flag_time0;
//读出定时器0的时间
distance *= 0.017; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出来是米
if((distance > 500))
//距离 = 速度 * 时间
{
distance = 888;
//如果大于3.8m就超出超声波的量程
}
}
}
/*********************定时器0、定时器1初始化******************/
void time_init()
{
EA = 1;
//开总中断
TMOD = 0X11;
//定时器0、定时器1工作方式1
ET0 = 0;
//关定时器0中断
TR0 = 1;
//允许定时器0定时
ET1 = 1;
//开定时器1中断
TR1 = 1;
//允许定时器1定时
}
/***************主函数*****************/
void main()
{
beep = 0;
//开机叫一声
delay_1ms(150);
P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;
//初始化单片机IO口为高电平
send_wave();
//测距离函数
smg_display();
//处理距离显示函数
time_init();
//定时器初始化程序
init_eeprom(); //开始初始化保存的数据
send_wave();
//测距离函数
send_wave();
//测距离函数
while(1)
{
if(flag_300ms == 1)
{
flag_300ms = 0;
clock_h_l(); //报警函数
if(beep == 1)
send_wave();
//测距离函数
if(menu_1 == 0)
smg_display();
//处理距离显示函数
}
key();
//按键函数
if(key_can < 10)
{
key_with();
//按键处理函数
}
}
}
/*********************定时器1中断服务程序************************/
void time1_int() interrupt 3
{
static uchar value;
//定时2ms中断一次
TH1 = 0xf8;
TL1 = 0x30; //2ms
display();
//数码管显示函数
value++;
if(value >= 150)
{
value = 0;
flag_300ms = 1;
}
}
元件清单
Comment
Designator
LibRef
Quantity
10K 电阻
R14
RES2
1
10uF 电容
C1
Cap Pol1
1
12M 晶振
Y1
16M
1
D 指示灯
D1
D
1
DS04 数码管
DS1
DS04
1
Header 2 电源接口
P2
Header 2
1
sw-灰色 电源开关
SW1
sw-灰色
1
U1 单片机
U1
U1
1
蜂鸣器
B1
BELL
1
8550 三极管
Q5
2N3906
1
20 电容
C2, C3
CAP
2
Header 4 超声波接口
J1, P1
Header 4
2
SW-PB 独立按键
S1, S2, S3, S4
SW-PB
4
8550 三极管
Q1, Q2, Q3, Q4
2N3906
4
2K 电阻
R4, R5, R6, R7, R13, R15
RES2
6
200 电阻
R1, R2, R3, R8, R9, R10, R11, R12
RES2
8
焊接实物图
附件2 中英文翻译
中文翻译
超声测距系统设计
原文出处：传感器文摘 布拉福德:1993年 第13页
摘 要：
超声测距技术在工业现场、车辆导航、水声工程等领域都具有广泛的应用价值，目前已应用于物位测量、机器人自动导航以及空气中与水下的目标探测、识别、定位等场合。因此，深入研究超声的测距理论和方法具有重要的实践意义。为了进一步提高测距的精确度，满足工程人员对测量精度、测距量程和测距仪使用的要求，本文研制了一套基于单片机的便携式超声测距系统。
关键词：超声波，测距仪，单片机
1、前言
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
2、超声波测距原理
2.1压电式超声波发生器原理
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波 时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
测量脉冲到达时间的传统方法是以拥有固定参数的接收信号开端为基础的。这个界限恰恰选于噪音水平之上，然而脉冲到达时间被定义为脉冲信号刚好超过界限的第一时刻。一个物体的脉冲强度很大程度上取决于这个物体的自然属性尺寸还有它与传感器的距离。进一步说，从脉冲起始点到刚好超过界限之间的时间段随着脉冲的强度而改变。结果，一种错误便出现了——两个拥有不同强度的脉冲在不同时间超过界限却在同一时间到达。强度较强的脉冲会比强度较弱的脉冲超过界限的时间早点，因此我们会认为强度较强的脉冲属于较近的物体。
2.2超声波测距原理
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2
3、超声波测距系统的电路设计
系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时，单片机选用C51，经济易用，且片内有4K的ROM，便于编程。电路原理图如图1所示。
图1 电路原理图
3.1 40kHz 脉冲的产生与超声波发射
测距系统中的超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷传感器，它的工作电压是40kHz的脉冲信号，这由单片机执行下面程序来产生。
puzel： mov 14h, #12h；超声波发射持续200ms
here： cpl p1.0 ； 输出40kHz方波
nop ；
nop ；
nop ；
djnz 14h，here；
ret
前方测距电路的输入端接单片机P1.0端口，单片机执行上面的程序后，在P1.0 端口输出一个40kHz的脉冲信号，经过三极管T放大，驱动超声波发射头UCM40T，发出40kHz的脉冲超声波，且持续发射200ms。右侧和左侧测 距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口，工作原理与前方测距电路相同。
3.2超声波的接收与处理
接收头采用与发射头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大器IC1A和IC1B两极放大后加至IC2。IC2是带有锁 定环的音频译码集成块LM567，内部的压控振荡器的中心频率f0=1/1.1R8C3，电容C4决定其锁定带宽。调节R8在发射的载频上，则LM567 输入信号大于25mV，输出端8脚由高电平跃变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机处理.
前方测距电路的输出端接单片机INT0端口，中断优先级最高，左、右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机INT1端口，同时单片机P1.3和P1.4接到IC3A的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。部分源程序如下：
receive1：push psw
push acc
clr ex1； 关外部中断1
jnb p1.1,right；P1.1引脚为0,转至右测距电路中断服务程序
jnb p1.2,left；P1.2引脚为0,转至左测距电路中断服务程序
return： SETB EX1； 开外部中断1
pop acc
pop psw
reti
right： ... ； 右测距电路中断服务程序入口
ajmp return
left： ... ； 左测距电路中断服务程序入口
ajmp return
3.3计算超声波传播时间
在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，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INT0或INT1端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。其部分源程序如下：
RECEIVE0： PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0 ； 关外部中断0
MOV R7, TH0 ； 读取时间值
MOV R6, TL0
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, #0BBH； 计算时间差
MOV 31H, A ； 存储结果
MOV A, R7
SUBB A, #3CH
MOV 30H, A
SETB EX0 ； 开外部中断0
POP ACC
POP PSW
RETI
对于一个平坦的目标，距离测量包括两个阶段:粗糙的测量和精细测量。
第一步：脉冲的传送产生一种简单的超声波。
第二步：根据公式改变回波放大器的获得量直到回拨被检测到。
第三步：检测两种回波的振幅与过零时间。
第四步：设置回波放大器的所得来规格输出，假定是3伏。通过脉冲的周期设置下一个脉冲。根据第二部的数据设定时间窗。
第五步：发射两串脉冲产生干扰波。测量过零时间与回波的振幅。如果逆向发生在回波中，决定要不通过在低气压插入振幅。
第六步：通过公式计算距离y。
4、超声波测距系统的软件设计
软件分为两部分，主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，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。
5、结论
对所要求测量范围30cm~200cm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为0.5cm，且重复性好。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可用在其它检测系统中。
思考：至于为什么接收不用晶体管做放大电路呢，因为放大倍数搞不好，集成放大电路，还带自动电平增益控制，放大倍数为76dB，中心频率是38k到40k，刚好是超声波传感器的谐振频率 。
外文原文
Ultrasonic ranging system design
Publication title: Sensor Review. Bradford: 1993. Vol. 13
ABSTRACT
Ultrasonic ranging technology has wide using worth in many fields，such as the industrial locale，vehicle navigation and sonar engineering．Now it has been used in level measurement，self-guided autonomous vehicles, fieldwork robots automotive navigation，air and underwater target detection，identification，location and so on．So there is an important practicing meaning to learn the ranging theory and ways deeply. To improve the precision of the ultrasonic ranging system in hand，satisfy the request of the engineering personnel for the ranging precision，the bound and the usage，a portable ultrasonic ranging system based on the single chip processor was developed．
Keywords：Ultrasound r，Ranging System，Single Chip Processor
1.Introductive
With the development of science and technology, the improvement of people's standard of living, speeding up the development and construction of the city. urban drainage system have greatly developed their situation is constantly improving. However, due to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time, the city drainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction. Therefore, there are often good building excavation has been building facilities to upgrade the drainage system phenomenon. It brought to the city sewage, and it is clear to the city sewage and drainage culvert in the sewage treatment system. comfort is very important to people's lives. Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automatic control system Free sewage culvert clear guarantee robot, the robot is designed to clear the culvert sewage to the core. Control System is the core component of the development of ultrasonic range finder. Therefore, it is very important to design a good ultrasonic range finder.
2. A principle of ultrasonic distance measurement
2.1 The principle of piezoelectric ultrasonic generator
Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work. Ultrasonic generator, the internal structure as shown, it has two piezoelectric chip and a resonance plate. When it's two plus pulse signal, the frequency equal to the intrinsic piezoelectric oscillation frequency chip, the chip will happen piezoelectric resonance, and promote the development of plate vibration resonance, ultrasound is generated. Conversely, if the two are not inter-electrode voltage, when the board received ultrasonic resonance, it will be for vibration suppression of piezoelectric chip, the mechanical energy is converted to electrical signals, then it becomes the ultrasonic receiver.
The traditional way to determine the moment of the echo's arrival is based on thresholding the received signal with a fixed reference. The threshold is chosen well above the noise level, whereas the moment of arrival of an echo is defined as the first moment the echo signal surpasses that threshold. The intensity of an echo reflecting from an object strongly depends on the object's nature, size and distance from the sensor. Further, the time interval from the echo's starting point to the moment when it surpasses the threshold changes with the intensity of the echo. As a consequence, a considerable error may occur Even two echoes with different intensities arriving exactly at the same time will surpass the threshold at different moments. The stronger one will surpass the threshold earlier than the weaker, so it will be considered as belonging to a nearer object.
2.2The principle of ultrasonic distance measurement
Ultrasonic transmitter in a direction to launch ultrasound, in the moment to launch the beginning of time at the same time, the spread of ultrasound in the air, obstacles on his way to return immediately, the ultrasonic reflected wave received by the receiver immediately stop the clock. Ultrasound in the air as the propagation velocity of 340m / s, according to the timer records the time t, we can calculate the distance between the launch distance barrier (s), that is: s = 340t / 2
3.Ultrasonic Ranging System for the Second Circuit Design
System is characterized by single-chip microcomputer to control the use of ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver since the launch from time to time, single-chip selection of 8751, economic-to-use, and the chip has 4K of ROM, to facilitate programming. Circuit schematic diagram shown in Figure 2.
Figure 1 circuit principle diagram
3.1 40 kHz ultrasonic pulse generated with the launch
Ranging system using the ultrasonic sensor of piezoelectric ceramic sensors UCM40, its operating voltage of the pulse signal is 40kHz, which by the single-chip implementation of the following procedures to generate.
puzel: mov 14h, # 12h; ultrasonic firing continued 200ms
here: cpl p1.0; output 40kHz square wave
nop;
nop;
nop;
djnz 14h, here;
ret
Ranging in front of single-chip termination circuit P1.0 input port, single chip implementation of the above procedure, the P1.0 port in a 40kHz pulse output signal, after amplification transistor T, the drive to launch the first ultrasonic UCM40T, issued 40kHz ultrasonic pulse, and the continued launch of 200ms. Ranging the right and the left side of the circuit, respectively, then input port P1.1 and P1.2, the working principle and circuit in front of the same location.
3.2 Reception and processing of ultrasonic
Used to receive the first launch of the first pair UCM40R, the ultrasonic pulse modulation signal into an alternating voltage, the op-amp amplification IC1A and after polarization IC1B to IC2. IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567, internal voltage-controlled oscillator center frequency of f0 = 1/1.1R8C3, capacitor C4 determine their target bandwidth. R8-conditioning in the launch of the carrier frequency on the LM567 input signal is greater than 25mV, the output from the high jump 8 feet into a low-level, as interrupt request signals to the single-chip processing.
Ranging in front of single-chip termination circuit output port INT0 interrupt the highest priority, right or left location of the output circuit with output gate IC3A access INT1 port single-chip, while single-chip P1.3 and P1. 4 received input IC3A, interrupted by the process to identify the source of inquiry to deal with, interrupt priority level for the first left right after. Part of the source code is as follows:
receive1: push psw
push acc
clr ex1; related external interrupt 1
jnb p1.1, right; P1.1 pin to 0, ranging from right to interrupt service routine circuit
jnb p1.2, left; P1.2 pin to 0, to the left ranging circuit interrupt service routine
return: SETB EX1; open external interrupt 1
pop acc
pop psw
reti
right: ...; right location entrance circuit interrupt service routine
Ajmp Return
left: ...; left Ranging entrance circuit interrupt service routine
Ajmp Return
3.3 The calculation of ultrasonic propagation time
When you start firing at the same time start the single-chip circuitry within the timer T0, the use of timer counting function records the time and the launch of ultrasonic reflected wave received time. When you receive the ultrasonic reflected wave, the receiver circuit outputs a negative jump in the end of INT0 or INT1 interrupt request generates a signal, single-chip microcomputer in response to external interrupt request, the implementation of the external interrupt service subroutine, read the time difference, calculating the distance . Some of its source code is as follows:
RECEIVE0: PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0; related external interrupt 0
MOV R7, TH0; read the time value
MOV R6, TL0
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, # 0BBH; calculate the time difference
MOV 31H, A; storage results
MOV A, R7
SUBB A, # 3CH
MOV 30H, A
SETB EX0; open external interrupt 0
POP ACC
POP PSW
RETI
For a flat target, a distance measurement consists of two phases: a coarse measurement and. a fine measurement:
Step 1: Transmission of one pulse train to produce a simple ultrasonic wave.
Step 2: Changing the gain of both echo amplifiers according to equation , until the echo is detected.
Step 3: Detection of the amplitudes and zero-crossing times of both echoes.
Step 4: Setting the gains of both echo amplifiers to normalize the output at, say 3 volts. Setting the period of the next pulses according to the : period of echoes. Setting the time window according to the data of step 2.
Step 5: Sending two pulse trains to produce an interfered wave. Testing the zero-crossing times and amplitudes of the echoes. If phase inversion occurs in the echo, determine to otherwise calculate to by interpolation using the amplitudes near the trough. Derive t sub m1 and t sub m2 .
Step 6: Calculation of the distance y using equation .
4. The ultrasonic ranging system software design
Software is divided into two parts, the main program and interrupt service routine. Completion of the work of the main program is initialized, each sequence of ultrasonic transmitting and receiving control.
Interrupt service routines from time to time to complete three of the rotation direction of ultrasonic launch, the main external interrupt service subroutine to read the value of completion time, distance calculation, the results of the output and so on.
5. Conclusions
Required measuring range of 30cm ~ 200cm objects inside the plane to do a number of measurements found that the maximum error is 0.5cm, and good reproducibility. Single-chip design can be seen on the ultrasonic ranging system has a hardware structure is simple, reliable, small features such as measurement error. Therefore, it can be used not only for mobile robot can be used in other detection systems.
Thoughts: As for why the receiver do not have the transistor amplifier circuit, because the magnification well, integrated amplifier, but also with automatic gain control level, magnification to 76dB, the center frequency is 38k to 40k, is exactly resonant ultrasonic sensors frequency.
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名： 日 期：
指导教师签名： 日 期：
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名： 日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）
年 月 日
教学系意见：
系主任： （签名）
年 月 日
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（本人签名）： 年 月 日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级：
□公开
□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名：_______ 导师签名：_______
_______年_____月_____日 _______年_____月_____日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致 谢
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。
致 谢
这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。
通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。
即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
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年 月 日
基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的
心得体会
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，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。
毕业论文的基本教学要求是：
1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。
毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。
撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。
2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。
3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。
论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。
按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。
按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。
按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。
另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类：
1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。
写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。
首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。
教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。
第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。
第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。
致 谢
这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。
通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。
即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。
电源
STC89C52主控制器模块
按键控制
超声波传感器模块
4位数码管显示模块
蜂鸣器报警模块
开始
单片机初始化
初始化定时器T0
发射超声波
检测是否有回波
开启定时器
读取计数值
计算距离
蜂鸣报警
LED数码管显示
标志位清零
_1234567890.vsd
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时钟电路
ROM/EPROM/Flash 4KB
RAM128B
SFR 21个
定时个/计数器2
CPU
总线控制
中断系统
5个中断源
2个优先级
串行口
全双工1个
4个并行口
XTAL2
XTAL1
RST
EA
ALE
PSEN
P0
P1
P2
P3
Vss
Vcc
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