结合温度补偿的超声波测距系统设计

C语言编程。主程序完成初始化工作、超声波发射和接收顺序的控制、距离上下限超限报警。定时中断服务子程序完成超声波回波接收，外部中断服务子程序主要完成时间值的读娶距离计算、结果的输出等工作。

主程序首先是对系统环境初始化，设定时器0为计数，设定时器1定时。置位总中断允许位EA.进行主程序后，进行定时测距判断，当测距标志位c1=1，即进行测量一次，程序设计中，超声波测距频度是2次/秒。测距间隔中，整个程序主要进行循环显示测量结果。当调用超声波测距子程序后，首先由单片机产生6～8个频率为38.46kHz超声波脉冲，加载至超声波发送头上。超声波头发送完超声波后，立即启动内部计时器T0进行计时，为了避免超声波从发射头直接传送到接收头引起的直射波触发，这时，单片机需要延时约1.5～2ms时间（这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因，称之为盲区值）后，才启动对单片机P3.7脚的电平判断程序。当检测到P3.7脚的电平由高转为低电平时，立即停止T0计时。

当停止计时时，立刻启动测温程序，通过对温度的读取，算得此时声速。由于采用单片机采用的是12MHz的晶振，计时器每计一个数就是1μs，当超声波测距子程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）计算，即可得被测物体与测距仪之间的距离。测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示约0.5s，然后再发超声波脉冲重复测量过程。我们知道，温度对声速的影响是很大的，因而应该先测量温度，再计算出此温度下的声速。

4 调试及数据分析

系统组装调试时先焊接各个模块，再进行模块的单独测试，原件安装完毕后，将写好程序的AT89C2051机装到测距板上，通电后将测距板的超声波头对着墙面往复移动，观察数码管在测量范围内能否正常显示。超声波发送功率较大时，测量距离远，则相应的下限值（盲区）应设置为较高值。

系统测距实验时在不同的实测温度下，整个系统在11个特定的距离都测量7次，共计77次测量。每组7个数据，去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据。

由图4可见，不同的实测温度下，在30～300cm范围内测量线和实际线几乎完全重合，此时测量的精确度最高。所以本设计系统的可测距离为28～400cm，但是最佳测量距离为30～250cm.

5结论

本设计完成的测距系统进行了有效的温度补偿，测量精度可达0.01m，而且测量结果清晰稳定，响应时间短，0.5s刷新一次数据，测量的实时性和连续性好。本系统可在做细微调整、改进后用于多个应用领域，比如简单的移动机器人、汽车防碰撞等。