单片机具有温度补偿功能的超声波测距系统设计+PCB电路图(2)
1.2 国内外超声波测距的研究现状
世界上第一次发现高频超声波是F.Galton在做气哨实验实验时发现的，时间是1876年。1927年R.W.WOOD和A.E.LOOMIS首次发表对超声波能量作用的实验报告，为今天的超声学奠定了基础。
我国超声学研究始于1956年的12年科学规划，应用在探伤、加工、种子处理、显示、医疗、粉碎、乳化及染料等，1965年开始研究了表面波换能器，进入80年代，我国超声学面向实际应用。B超医疗开始投入生产，还有超声加工、超声研磨、超声探测、超声焊接、超声清洗、超声催化与滤波及超声技术育种等。
最近这些年，超声波的应用变得越来越普及，在各个领域中都占据了重要的地位。超声波作为一种测距识别手段，已经越来越引起人们的重视。
为了提高测量精度，许多研究人员从不同的角度并经过了大量的实验验证，如何提高超声波测量的精度总结如下：一、从硬件的角度考虑，设计一种外围电路，提高计数参考频率从而提高测量精度；二、采用相关方法确定超声波的传播运行时间，从而把外部干扰信号的影响消除或减小到最小限度，提高了测量精度[5]；三、利用小波分析法，处理回波信号从而提高测量精度。
1.3 本文主要安排
超声波硬件电路的实现，先给出超声波测距的总体设计方案；接下来分析每个模块电路的实现，介绍超声波测距的特点及原理；然后进行软件设计，即给出软件设计的思路及各个子程序的流程图和程序，得出结论；最后对基于温度补偿的超声波测距系统的发展做了展望。
2硬件电路的实现
2.1 总体设计方案
根据设计要求并结合各方面因素，本次设计把整个监测系统分成了几个模块，然后把各个模块连接起来实现设计的要求，这样不仅提高了设计的灵活性，更是便于实际操作。具体模块如图2-1所示。
图 2-1 系统结构图
1、 单片机控制模块（核心模块）：由STC公司生产的STC89C52八位单片机和必要的外围芯片构成。该单片机工作性能稳定，是大多数设计者的不二之选。单片机利用P1.3端口输出超声波换能器所需的40kHz方波信号，利用外部中断0口检测超声波接收电路输出的返回信号；DS18B20温度检测模块，用于检测当前温度，并使现场的实际速度得到校正；1602LCD液晶显示模块，将CPU内部的数据送到LCD上显示，并显示必要的提示信息。
2、 超声波收发模块：采用HC-SR04超声波收发模块，该模块性能稳定，测量距离精确，精度高，盲区（2cm）超近。利用定时器来定时，定时器的时间即为超声波从发射到接收的时间t,然后再根据计算得出距离。
3、 DS18B20温度检测模块：通过测温电路测量出当前温度，就可以计算出超声波在当前温度下的传输速度。
4、 1602LCD液晶显示模块：其突出优点就是可以显示汉字字符，即可显示4行，每行8个字，共32个汉字。且与单片机的接口简单，操作方便。用于实时显示测得的温度、速度、距离。
STC89C52 加密性强而且抗干扰.本实验使用的STC89C52单片机跟大多数单片机一样，是利用P0端，通电使其发出信号方波，之后在利用外部中断系统检测经过被测量物体反射回的信号来完成整体操作。(输出方波信号是40KHZ)1602LCD上，将重要的信息显示出来，这样我们就可以根据现实情况做一些必要的修改。的开始从而本系统中设计了测温电路，原理是：接通电源后，整个系统由于电阻，以及环境会产生一点的温度来影响整个系统的运行，但是通过通过DS18B20温度检测模块就可以一定量的消除或者减少这种影响，这样能更好的使用超声波测速系统。1602LCD2816同时该显示模块本身就储存了160个不同的字符