【基于單片機的超聲波測距雷達系統設計與實現9700字（論文）】

第第頁基于單片機的超聲波測距雷達系統設計與實現TOC\o"1-3"\h\u144621緒論 159191.1設計背景 15111.2設計意義 1283541.3國內外研究現狀 269791.3.1國外研究現狀 232191.3.2國內研究現狀 298841.4主要設計內容 2223382系統工作原理 3120302.1超聲波的概念 3309622.2超聲波傳感器的特性 3156342.2.1頻率特性 326692.2.2指向特性 456552.2.3超聲波倒車防撞系統原理 453933系統硬件設計 4314073.1單片機的選用 522803.2單片機系統 5115103.2.1時鐘模塊硬件電路 5288783.2.2復位電路 61693.2.3振蕩電路 6155183.3外接采集節(jié)點模塊電路 733613.3.1顯示電路設計 7311413.3.2蜂鳴報警器 762433.3.3WSB接口電路 8215003.4超聲波測速模塊 8193643.4.1超聲波發(fā)射模塊 8203503.4.2高頻變壓器的設計 912603.4.3超聲波接收電路處理模塊 9239054系統軟件設計 10303904.1單片機編程語言的選擇 10234974.2主流程圖設計 1135284.3倒車雷達報警器其他子程序設計 11140324.3.1數據采集處理子程序 1157854.3.2中繼子程序 12242694.3.3報警子程序程序設計 1399724.4超聲波測距軟件設計 1397055系統調試 14137625.1焊接調試 15264295.2系統硬件電路調試 15230765.3軟件調試 16112875.4測試結果與分析 16133706結論 1726637參考文獻 18基于51單片機倒車防撞系統設計1緒論1.1設計背景自從數字計算機在上世紀中葉誕生以來，電子信息技術的發(fā)展歷經了很多次的重大變革，人類社會隨著工業(yè)化及電子信息化技術的高速發(fā)展而邁入了新知識經濟時代，數字計算機技術和英特網技術的廣泛應用，進一步推動了辦公自動化技術的繁榮發(fā)展。進入21實際以后，自動化技術逐漸的邁向人工智能的技術方向，人工智能技術已經已經在日常生活的方方面面中被廣泛應用，特別是在汽車領域，人們對汽車智能化的需求會不斷，汽車工業(yè)為了實現智能化而使用了嵌入式的系統嵌入式的特點就是它能與整個系統相互呼應在一起，而不是單獨存在的，這就是它與計算機的不同之處，它被應用的地方非常廣泛，比如系統和設備里面，它與它們共同構成一個有機的組成部分。最近這些年以來，我們國家各個城市之間的交通通行壓力日益嚴重。而導致的交通事故逐漸遞增，這樣成為了人們日常出現所要面對的重要問題，在車輛的日常使用當中，不可避免會出現各類事故情況，其中事故概率發(fā)生最高的是在車輛進行倒車操作的時候。在倒車時，由于倒車鏡存在視線死角，因為各種不同的因素引起的實現模糊等，都是引起在駕駛員倒車過程中出現事故的主要原因。為了解決這種問題，避免在倒車中發(fā)出碰撞的交通事故，設計了一款基于微型處理器的倒車報警系統。微處理器倒車報警系統，即為日常所說的倒車雷達，其作用是通過聲音或者顯示屏等方式輔助駕駛員進行倒車操作，幫助駕駛員避開車輛后方及停車地點附近的障礙物。倒車雷達算是汽車一直輔助的安全設備，它可以解決我們在駕駛汽車中的一大痛點，就是倒車的問題，以往駕駛員都是通過探頭的方式觀察后方的情況，特別是在惡劣天氣的情況下是及其的不方便，并且容易發(fā)生危險，有了倒車雷達，這些問題都可以解決，及時汽車行業(yè)的進步也為司機提高了方便安全的駕駛體驗。1.2設計意義本次設計是結合市場前景與市場需求和相關的技術，進行設計價格不貴，使用方便的倒車雷達。它在整個倒車過程中充分發(fā)揮著它的價值，它可以非常準確的檢測和非常完美的呈現出來具體的數值，同時，在倒車時低于設定的安全距離會發(fā)出語音報警，提醒駕駛人員及時剎車。本設計投入實際應用后對于各類公共汽車、載貨運輸汽車等視野存在嚴重盲區(qū)的大型汽車具有非常好的輔助駕駛功能，減少其因為不良的駕駛視野所可能發(fā)生的駕駛事故。1.3國內外研究現狀1.3.1國外研究現狀通常，人們普遍認為超聲波第一次試驗是，這是人類第一次產生高頻有效的聲波。近三十年來，超聲波一直未為世界所知，而由于那個時候電子技術一直停滯不前，超聲波技術的發(fā)展也一度收到危機，歷經一戰(zhàn)，超聲波檢測日益受到重視。法國隊的布朗在水下進行了一次相對低頻的超聲波實驗，該方法可用于潛水艇水下軌跡探測和水下通訊。1934年，索科洛夫首次發(fā)表了用液體罐滲透法進行物理勘探的結果。他使用了各種各樣的探索方法，因為它有很強的適用性，其監(jiān)測結果很容易被世人所接受。這種辦法不但能用手工監(jiān)測，還可與選用非常先進的自動化技術完成監(jiān)測，基于相同的基本原理,開發(fā)了成千上萬其它的儀器設備，而且完成了許許多多改進和增強。在超聲無損檢測領域，現階段，脈沖回波信號系統的開發(fā)仍是超聲無損檢測中應用最多的。80年代中后期，華僑大學的某一位研究者對一種回波輪廓完成了探究并提起了輪廓分析方法。方法通過檢測兩種波的包絡曲線來獲取回波的起始點，求解后超聲傳播的時間越來越精確，此外，還應用了數字信號處理技術和小波變換的原理，提高了傳輸精度。也有大量的文獻對此進行研究。這類解決辦法都獲得非常大的順利。德國人Bergrnann在他的著述《ULTRASONIC》中，介紹了非常多關于超聲波開始被研究的時候的相關內容，該內容一直到現在都有很高的行業(yè)地位，并對后來的超聲波測距系統精度和實時性問題的研究起到了非常重要的戰(zhàn)略意義。1.3.2國內研究現狀2000年以來，我國汽車倒車雷達逐步發(fā)展壯大。從奔馳和寶馬的獨家使用，成為大多數汽車的標準裝備。歷經這些年的發(fā)展，倒車雷達技術的應用與發(fā)展經歷了三個階段，幾代技術的應用不斷完善，和成熟，而汽車倒車雷達的關鍵之一便是超聲波測距系統，與歐美發(fā)相比較，現階段在我國所開發(fā)出的超聲波傳感器在性能指標上擁有了非常大的提升，可是精確度各方面依然很技術滯后。高速運行和高效化是二十一世紀企業(yè)的特征，此類基本都是需要建立在高質量的基礎之上，精確度作為高品質的一種發(fā)出關鍵的技術指標，必須更為積極主動的去探究。此外，目前國內應用于各領域的高精度超聲傳感器都需要在海外購買。在很多方面牽制了在我國工業(yè)生產的發(fā)展壯大，使工業(yè)生產線投入成本上升的特別大，因為工業(yè)生產的發(fā)展及其成本費開支的牽制，隨著超聲傳感器系統的發(fā)展和應用，迫切需要我國在這方面加大投入。其中之一是用簡單的光學方式觀察由超聲波在液態(tài)表層上產生的波浪紋。1.4主要設計內容本課題主要進行的是基于單片機的倒車防撞系統的設計，在對倒車防撞系統進行了全面的了解在掌握它實現原理的基礎上完成硬件和軟件的設計，以AT89C51單片機作為最主要的控制器，運用超聲波傳感器功能模塊對障礙物進行檢驗和采集數據，AT89C51單片機處理后的數據通過液晶顯示屏實時顯示距離，當小于安全距離語音報警。具體內容如下：（1）通過查閱倒車防撞系統的相關資料，確定系統方案（2）進行具體的AT89C51單片機控制電路的設計，實現所要求的功能。（3）進行超聲波模塊電路的設計，實現距離的測量。（4）進行系統程序的編寫。2系統工作原理2.1超聲波的概念當物體振動且振動頻率在20Hz至20KHz之間時，就會產生聲音。如果要借助超聲波進行擴展，振蕩頻率必須超過20kHz的機械波長。超聲波可以說有兩種不同的形式。超聲波是在柔性環(huán)境中由機械振動產生的。一種是縱向振動（通常稱為縱波），另一種是橫向振動（通常稱為橫波），垂直振動是這種情況下使用最廣泛的類型。它也可以以固體、液體或氣體形式分布。但是，超聲波在三種介質中的傳播速度是不同的。此外，超聲波在實際傳輸過程中會被發(fā)射或折射，速度會逐漸降低。比如超聲波在傳播時，產生的頻率會很低，可能幾十KHz，關斷速度會比較快。以液體或固體形式傳播時，超聲波的振動頻率較高，速度逐漸降低。與空中傳輸相比，傳輸距離相對較長。要在相反方向使用超聲波，需要生成和接收超聲波。能滿足這些條件的功能設備通常是超聲波換能器。超聲波傳感器有發(fā)射器/接收器，但超聲波傳感器負責發(fā)射和接收聲波。通常，有兩種類型的超聲波換能器。其中之一是超聲機械階段，如氣哨、電動坦克和哨子。另一種方法是利用磁化等電子設備產生超聲波。2.2超聲波傳感器的特性主要特性包含有：頻率特性和指向特性。2.2.1頻率特性圖2-1超聲波傳感器的升壓能級和靈敏度最好使用接近40kHz的平均交流電壓來激勵超聲波換能器。這是因為在40kHz頻率下，壓力水平和由此產生的40kHz機械波在兩側最高且最強，頻率水平迅速下降。2.2.2指向特性對于最常用的超聲波傳感器來說，內部壓電板是一塊小板，可以利用表面上的點作為振動源，并沿著振動源發(fā)射波。超聲波相機發(fā)出的具有一定聲壓的波是有方向性的。振動源發(fā)出的波是無方向性的。如圖2-2所示。圖2-2超聲波傳感器指向特性及結構傳統超聲波傳感器的方向角通常在40到80度之間。當指針角度達到0度時，電壓較高，隨著角度逐漸增大，電壓逐漸降低。2.2.3超聲波倒車防撞系統原理一般來說，測量超聲波有兩種方法。一是脈沖輸出的平均電壓，其強度與距離成正比；另一種是測量脈沖輸出的幅度，即超聲波與超聲波之間的時間。在超聲波檢測系統中，發(fā)射器接收方波輸出，超聲波傳輸時間等于振幅。如果測量的距離大于目標，則將顯示該距離。脈沖越大，測量距離與輸出信號的脈沖數成正比。傳統的電路使用第二個波形來測量輸出脈沖的寬度。當正常空氣中的超聲波速度為331.4m/s時，采用12.0MHz單片機作為晶體發(fā)生器，從理論上可以兼顧系統編程和測量的精度。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s（15攝氏度）。X2是聲波，X1是聲波。然后，X2-X1為視差的絕對值，X2-X1=0.03秒，340米X0.03秒=10.2分鐘。這是因為在10.2分鐘內從超聲波到物體的距離如下。圖2-3測距原理3系統硬件設計基于單片機的測距報警器是一種單片機系統。它的數字顯示屏可讓在運行過程中通過車速表電路了解汽車當前的退出距離。當達到自調節(jié)倒車極限時，駕駛員將通過離開報警電路知道車輛當前處于倒車危險中。司機看到警報后，會及時做出反應，做出調整，確保人身安全。單片機將微機的默認值與實際值進行比較。如果超過系統輸入設定的最大值，則可以估計汽車的安全倒車距離并發(fā)出報警信號。圖3-1倒車雷達報警器原理圖3.1單片機的選用對于低壓處理器，AT89C51單片機始終是一些大型控制電路的首選。單片機存儲256字節(jié)的RAM。該設備使用高密度和不穩(wěn)定的內存技術。它還具有一個4K字節(jié)CMOS單片機和一個高性能16位計數器，可以從程序中讀取數據。如果單片機將進入復位循環(huán)模式，則復位電路必須設置為高電平。復位單片機時，程序將從第一條指令重新開始。圖3-2單片機最小系統3.2單片機系統3.2.1時鐘模塊硬件電路DS1302上的數據從最低有效位0開始。執(zhí)行8位控制命令后，在脈沖的下一個邊沿讀取數據值。S1302是一款低功耗、高性能的實時芯片。只需要三根線就可以連接到單片機。它采用三線SPI接口同時連接CPU，傳輸多個字節(jié)的RAM數據或時序信號。本系統的定時電路常用于芯片最小的微機系統中，因此所設計的電路是非常可行和穩(wěn)定的。圖3-3模塊電路時鐘硬件圖3.2.2復位電路復位信號高電平有效。單片機可以通過在9腳上加2us以上的電平來實現復位功能。當在RST引腳產生準確的脈沖時，可以有效地執(zhí)行手動復位和自動調諧。來自T89C51的返回信號應通過RST引腳用于單片機IC上的施密特觸發(fā)器。電容器兩端的電壓逐漸升高，RST引腳兩端的電壓下降。當電平下降時，單片機恢復正常。這稱為上電復位。在12MHz時，C7通常接受22F，R2可以處理1kΩ，執(zhí)行復位功能需要2μs以上。圖3-4晶振電路與復位電路3.2.3振蕩電路XTAL2端子是放大器輸出。如果外接晶振接在兩個電容上，XTAL1和XTAL2必須經過它。周期機械信號由系統時鐘信號中的變頻電路脈沖產生，ALE信號由前兩個頻率中的三個頻率產生。下面的圖3-5顯示了振蕩電路。圖3-5振蕩電路3.3外接采集節(jié)點模塊電路根據電路圖，系統可分為鍵盤、屏幕和聲音四部分。所有組件協同工作，實現倒車報警控制功能。3.3.1顯示電路設計LCD1602采用液晶顯示，控制系統無需電腦即可正常運行，直觀。顯示電路主要是手動調整小車的運行和當前參數。圖3-6LCD顯示原理圖與具有相同圖形網絡的晶體單元相比，液晶單元的結構遠小于硬件或顯示電路的結構，單位成本略低于圖形單元，與液晶單元相同網絡，該系統允許通過鍵盤設置和良好的人機交互來交換信息。3.3.2蜂鳴報警器傳聲器的聲音檢測模塊作為探測器的內部阻力大幅下降電話筒的方向流過水平轉換電路改變晶體管實現聲音的目的來確定是否健康。三極管采用8050NPN型晶體管它的基礎連接到端口P2.6。如圖3-7所示，當它是高的三極管是開的，當它是低的三極管是關的，如果速度讀數太高，提示蜂鳴器報警。圖3-7蜂鳴器與單片機的接口電路圖報警電路如圖3-7所示。P2MCU、端口P2.3到P2.6和四個LED端口控制P2和信令。3.3.3WSB接口電路用于從系統拍照的相機有USB接口，所以相機必須有USB接口。3C2440A有兩個USB主機控制器和一個USB設備控制器。需要一個USB接口來連接外部USB攝像頭。因此，必須使用USB主機控制器。USB接口有四個DATA+和DATA信號通道，VCC和GND電源線，兩條電源線和兩個信號通道。數據傳輸方式為串行傳輸。最新的高速USB和USB2.0轉480Mbps接口可以滿足不同行業(yè)和人群的需求。USB輸出電壓和電流：+5V，500mA。事實上是有區(qū)別的。最大值不應超過+/-0.2V或4.8至5.2V。請勿使用USB接口，而是上下移動。USB設備或主機芯片在使用時會燒壞。USB接口需要保護電路，以防止USB接口因過流、過壓ESD對USB接口瞬變而損壞。3.4超聲波測速模塊3.4.1超聲波發(fā)射模塊該軟件生成系統中使用的測量單位的超聲波信號。因此，超聲波換能器在將超聲波電信號轉換為機械波之前，通過將超聲波電信號轉換成合適的驅動電路來產生超聲波換能器。圖3-8顯示了此過程的超聲波換能器配置。圖3-8超聲波發(fā)射電路3.4.2高頻變壓器的設計變壓器是改變線電壓的裝置，當交流電施加到主繞組時，磁芯產生交流電，次級繞組可以產生感應電壓。磁通量的密度由磁芯的材料決定。對于此模型中使用的變壓器，磁通密度理論上可以為正值或負值。圖3-9升壓發(fā)射電路圖3.4.3超聲波接收電路處理模塊（1）精密放大電路接收電路接收到超聲波信號后，對其進行處理，產生包含流量信息的模擬信號，饋入數字信號處理電路進行進一步處理。為此，接收器必須通過二極管上的二路限流連接器安裝在一個盒子中，然后才能準確地放大信號放大器的輸入電壓，以保護下一個放大電路。如圖3-10所示：圖3-10前置放大電路（2）帶通濾波電路如圖3-11所示，在帶寬濾波器中使用內置的實用放大器來構建受控次級電壓傳輸濾波器電路。圖3-11帶通濾波電路4系統軟件設計4.1單片機編程語言的選擇51系列單片機支持BASIC、PL/M、匯編和C語言。C語言是一種典型的UNIX操作系統語言，C語言被稱為結構語言。與語法語言相比，C語言具有以下優(yōu)點：首先，C語言不需要理解MCU的指令集，這是對MCU的基本理解。該存儲結構為C語言編程提供了豐富的數據和操作庫，不僅可以加快計算速度，而且可以提供更高的轉換效率和直接控制。其次，C語言被稱為結構化編程語言。自頂向下的C語言編程技術是一種模塊化結構。用戶可以使用模塊化編程技術開發(fā)C語言軟件。系統開發(fā)通常非常有用。它可以顯著地優(yōu)化程序，縮短、優(yōu)化和延長嵌入式系統的開發(fā)周期，深入理解MCU的接口結構。本部分將選擇用C語言制作51系列微機，使程序員能夠設計更復雜的應用軟件，而不必在分配內存、浪費時間等這些低級任務上花費大量精力。那么非常大在某些方面軟件開發(fā)的速度更快。因此，本文本系統采用C51語言開發(fā)系統軟件。具有匯編語言功能，靈活易讀，更適合移植芯片微機軟件。4.2主流程圖設計下圖4-1中的軟件包括兩個主程序和一個終端維護程序。主程序檢查超聲接收/發(fā)射序列，完成開機，中斷編輯程序，讀取時間值。當執(zhí)行操作并在三個方向上發(fā)射超聲波信號以計算距離時，在程序結束的點上，發(fā)射被計時器中斷。圖4-1超聲波防撞系統的軟件設計實際測量距離的結果以十進制代碼的形式傳輸到LED顯示屏，持續(xù)約0.5秒，之后用超聲波脈沖重復前面的測量步驟。主程序采用C語言編寫，簡化了距離計算和程序結構。4.3倒車雷達報警器其他子程序設計4.3.1數據采集處理子程序圖4-2A/D轉換子程序流程輸出多路復用器通過單片機接收多路復用器的位移日志地址。上述擴展過程可以將數據從模擬轉換為數字。數據處理主要包括數值過濾、十進制轉換和表格搜索。對數據進行過濾、十進制轉換等處理后，找到表格數據顯示字體大小。程序方案如圖4-2所示。4.3.2中繼子程序圖4-3安全距離的中繼子流程圖系統顯示例程必須顯示測量數據以確定速度測量數據是否正確。此型號專為50厘米以下的安全測量而設計，并在屏幕上顯示兩位小數。也就是說，它使用3位數字顯示。使用軟件消除和控制振動，這稱為延遲子程序。這允許芯片更好地處理振動問題。這是因為在模數轉換單元的幫助下，芯片的微數據可以以十六進制格式存儲，LED顯示要求可以轉換為BCD碼，如圖4-4所示。圖4-4LED顯示子程序流程圖4.3.3報警子程序程序設計蜂鳴器的兩個保險絲內有一個3～15V的恒定電壓，產生大約3kHz的噪音和聲音振動，之后就可以使用晶體管驅動器了。報警處理時序如圖4-5所示。圖4-5報警程序流程圖4.4超聲波測距軟件設計超聲波測距儀測量車輛后方到車輛后方障礙物的距離，并根據預定義的串行通信協議將數據通過串行接口發(fā)送到中央ARM系統。超聲機的主控微控制器是搭載AT89C51芯片的微控制器，程序模塊模型為MCU程序。超聲掃描儀使用TZAT89C51的內部時鐘通過P1.0引腳向超聲發(fā)射器電路發(fā)送40KHz方波。引腳P3.3(INT1)AT89C51用作接收器輸入引腳，當接收到回波時停止接收器。超聲波測量程序如圖4-6所示。圖4-6超聲波測距軟件設計流程圖在超聲波的傳播過程中，由于超聲波的全身、環(huán)境和性質，不可能只發(fā)射一種超聲波。要獲得準確的超聲波，通常需要發(fā)送多個超聲波，超聲波組由8-10個超聲波組成。回波系統具有死區(qū)測量功能。在此期間，系統無法檢測到回聲。250μs的延遲用于發(fā)射10個超聲波形成超聲矩陣，1ms的延遲用于防止盲點檢測。回波測試用于確定超聲波是否已停止，是否未檢測到障礙物，或者時間是否在距障礙物一定距離處停止。有信號1時，干擾為回波干擾，有信號2時，干擾為40毫秒。該系統通過串行接口將距離數據傳輸到主要的互聯網系統，測量旅行時間并計算距離。系統初始化和初始化各個協議的值，設置定時器功能，輸入定時器初始值，激活串行接口速度設置。該系統使用T2微控制器生成包含超聲波信號和T1定時器的40kHz方波。串口定時器T0用于記錄超聲波的傳輸時間，返回超聲后，行程時間由以下公式計算。介數是將11.0592MHz芯片的12個主脈沖分成多個芯片的時鐘測量值。以下公式用于計算以厘米為單位的精確距離，其中V是超聲波速度。5系統調試在控制系統設計完成的時候，需要對系統進行軟件和硬件的調試測試工作，不僅需要硬件的穩(wěn)定性，運行還需要軟件的正常工作，所以軟硬件調試是能夠及時發(fā)現隱藏的錯誤。5.1焊接調試準備好所有的材料和電烙鐵，按照設計好的電路板原理圖，開始單片機電路板的焊接。首先將插排焊接上去，之后焊接單片機最小系統的晶振和復位電路。確定好LCD1602液晶顯示屏位置，將上拉電阻焊接在P0口，之后通過導線連接顯示屏。后面分別焊接各個傳感器模塊，按鍵，電源電路。最后用導線將各個模塊按照電路圖連接起來，確保沒有出現短路現象。單片機用燒錄器將編譯好的軟件燒錄進去，最后插入到插排上。用5V直流電源供電，按下開關，觀察LCD1602液晶顯示屏是否正常顯示，正常顯示后，說明顯示電路正常，之后觀察其他傳感器是否正常工作，顯示屏上是否有輸出，如果正常顯示，則一切都沒問題，當出現問題時，就要找出具體出問題的部分，逐一解決。5.2系統硬件電路調試系統的硬件調試需要仔細檢查各個電路板中的芯片上的管腳焊接是否正確焊點是否有虛焊接的情況，以及各芯片的管腳是否連接正確各管腳的電源端和地線端是否連接好，如果此時發(fā)生了虛焊接的情況，就可以直接進行補焊，硬件檢查中一個很重要的方式是判斷電路中的短路問題，一旦發(fā)生短路會直接影響到板子的工作情況和芯片的問題。如果短路問題比較嚴重，可能會燒壞芯片，可以利用外用表來直接測量短路情況，另外用表打到二極管的兩端的位置，黑色表筆和紅色表筆連接在一起會發(fā)聲，那么利用這種方式可以測量各芯片管腳是否短接。如果在硬件設計中沒有出現短路的現象，就可以進行第2步，上電測試上電測試也是非常關鍵的，尤其是在新調試的系統中，如果發(fā)生某一個芯片特別燙的情況，那么可以判斷此芯片出現了電源問題。此時需要立刻切斷電源，而防止芯片被燒壞。在測試硬件電路的時候，還可以利用示波器等其他設備來進行測試。所以必須盡量避免測量余波信號。因為余波信號對檢查有干擾因素。由于超聲波測距能夠測的間距的大小與傳感器的驅動功率、測量法有挺大關系，而從理論上而言，本設計系統采用的超聲波模塊測距時具有的盲區(qū)大約為2cm上下，并且本設計理論上的檢測間距范圍為2cm~4m檢測的偏差較小，如果在測試時檢測顯示值比較穩(wěn)定，能基本上達到設計需求。LCD液晶顯示屏的測試，在上電以后看設定的距離是否和超聲波測試的距離是否能在液晶顯示屏上實時的顯示出來和液晶顯示屏是否時正常亮度。如果有故障出現要檢查實物焊接的問題。按鍵的測試通過按鍵上的按鍵＋和按鍵－看是否能調整LCD液晶顯示屏上設定的安全距離。Y功硬件調試流程圖詳細見圖5-1：Y功指示燈亮？成功電源焊接第一步：指示燈亮？成功電源焊接N功N功檢查測試檢查測試開始語音播報單片機最小系統焊接加蜂鳴器開始語音播報單片機最小系統焊接加蜂鳴器第二步：單獨執(zhí)行演示程序，是否能正常顯示顯示模塊焊接第三步：單獨執(zhí)行演示程序，是否能正常顯示顯示模塊焊接上述元件與LCD各自單獨執(zhí)行最簡單程序，是否能發(fā)生在LCD對應的現象超聲波傳感器。LCD液晶顯示器焊接第四步：上述元件與LCD各自單獨執(zhí)行最簡單程序，是否能發(fā)生在LCD對應的現象超聲波傳感器。LCD液晶顯示器焊接顯示功能是否正常液晶顯示器單片機最小系統第五步：顯示功能是否正常液晶顯示器單片機最小系統測距功能是否正常單片機最小系統超聲波模塊測距功能是否正常單片機最小系統超聲波模塊第六步：第七步：所有模塊相連，一起調試。圖5-1硬件調試流程5.3軟件調試系統的軟件測試也是非常關鍵的一步，尤其是對于軟件中存在的一些問題，也需要及時的分析解決，系統中編程時采用模塊化設計思想?？梢哉{試各個模塊的問題，然后將模塊匯總到一起來進行運行，此時一些模塊化整體化的問題便可以暴露出來，還可以利用Keil軟件來進行調試，并且利用其斷點的設置來進行單步運行或多步運行。軟件平臺還提供了能夠查看各個輸入輸出單元狀態(tài)的工具。這樣在運行的時候，每一步輸出的數據都能夠及時查看?？梢詷O大的增加調試的正確率。利用軟件模塊化調試方式完成之后開始進行軟硬件聯合調試，將寫好的程序，生成hex文件之后，燒寫到單片機中進行調試。此時其顯示的功能就是最終需要的功能。5.4測試結果與分析實際距離與測試距離之間的結果與誤差如下圖5-1所示表5-1測量結果記錄序號實際距離/CM測量距離/CM相對誤差14849.12%210299.52%3165164.42.6%4201196.53%5249244.42.8%6305295.73%在設計完成之后需要對系統測量的準確性進行測試，這是每一個新生品必須要經歷的重要的一步，選取了墻體作為實驗的對象，分別在離墻體不同的距離測試超聲波測得的距離，然后記下數據，在用鋼卷尺分別量出實際的距離，結果如圖5-1所示，在48、102、165、201、249、305，不同的距離測出的結果誤差沒有超過3%，為了保證本次試驗得到數值的準確性，特地模仿了在不同環(huán)境下的工作狀態(tài)。檢測結果分析：從檢測實驗結果看，本設計方案的誤差率在3%以內，基本上能夠達到現實應用的需要。誤差分析：導致數據誤差產生的因素可歸納為以下兩個方面:（1）超聲波發(fā)射過程中有余振的存在，就是因為整個原因