设计要求

通过超声波的发送与接收来实现一定距离的探测，并能够显示出来。同时要求带有温度补偿功能，即根据当前温度值的不同进行声速的调整，然后计算，更准确地得到所测距离。并且要求可以随时进行当前温度的现实，实现测距测温两用。

方案设计

（1）主控芯片采用AT89S52

（2）显示部分采用四位共阳数码管，驱动采用9012三极管

（3）温度传感器采用DS18B20

（4）超声波选用TCT40-10F和TCT40-1-S1一套发射接收

硬件电路共分为六大部分：主控制器、显示部分、案件、温度检测、超声波发射和接收。以下就是系统的组成框图。

硬件电路设计

发射电路主要有反相器74LS04和超声波发射换能器LS2构成，单片机的P10端口输出的40kHz方波信一路经一级反相器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反相器后进行到超声波华能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的大射强度。输出端采用两个反相器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻R1和R5，一方面可以提高反相器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声换能器的阻尼效果，缩短其自有振荡的时间。

超声波检测接收电路选用CX20106A，一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控采用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，适当地更改电容C1的大小，可以改变接受电路的灵敏度和抗干扰能力。

软件设计

（1）超声波测距的算法设计

下图示意了超声波测距的原理，即超声波发生器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后反射回来，就被超声波接收器R所接收到。这样，只要计算出从发出信号声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离的计算公式为：d = s/2 =(c * t)/2，其中，d为被测物与测距器的距离；s为声波来回的路程；c为声速；t为声波来回所用的时间。

由于超声波也是一种声波，其声速c与温度有关。下表列出了几种不同温度下的超声波声速。在程序中先通过采集温度，在与表中比对，得到当前声速，在计算出距离。

（2）超声波测距程序

外部中算0用来接收返回的脉冲，当接受到以后进行中断处理，优先级最高；定时器0用来计时，选择的是十六位定时模式，用来计算超声波脉冲从发射到接收所用的时间；定时器1用来作为测试距离的显示定时，每中断一次就扫描一位数码管。

#include<reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long
sbit we0=P2^0; 
sbit we1=P2^1; 
sbit we2=P2^2; 
sbit we3=P2^3;
sbit fasong=P1^0;		 
sbit jieshou=P3^2;		 
sbit k1=P3^6;			
sbit k2=P3^7;			 
sbit ds=P1^4;			
uchar timers,mi,fenmi,limi,num2,num1,shi,ge,shifen,shengsu;
bit flag,kaiflag,temflag;
ulong t,s;					
uint temp,num;
float n;					 
uchar code table[]=			 
{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};
void init();				
void delay100us()		
{
	uchar i,j;
	for(i=40;i>0;i--)
		for(j=248;j>0;j--);	
}
void delay(uchar a)			 
{
	 while(a>0)
	 a--;
}
void shijian(uint x)		
{
	uint i,j;
	for(i=x;i>0;i--)
	 	for(j=110;j>0;j--);
}
void reset()				 
{
	ds=0;
	delay(103);
	ds=1;
	delay(4);	
}
void write(uchar date)		 
{
	 uchar temp,i;
	 uint j;
	 temp=date;
	 for(i=0;i<8;i++)
	 {	
	 	 temp=temp>>1;
		 if(CY)		 
		 {
		 	ds=0;
	 j++;j++;
			ds=1;
			delay(8);
		 }
		 else
		 {
		 	ds=0;
			delay(8);
			ds=1;
			j++;j++;
		 }
	 }
}
uchar read()				
{
	uchar j,dat;
	for(j=0;j<8;j++)
	{
		ds=0;
		dat>>=1;
		ds=1;
		delay(1);
		if(ds)
		dat|=0x80;
		delay(8);
	}
	return(dat);
}
uint get()
{
	uchar gao,di;
	reset();
	shijian(1);
	write(0xcc);
	write(0x44);
	reset();
	shijian(1);
	write(0xcc);
	write(0xbe);
	di=read();
	gao=read();
	temp=gao<<8;
	temp=temp|di;
	n=temp*0.065+0.5;
	temp=n*10;
	return(temp);
}
void send()					 
{
	uchar i;
	while(TF0==0)
	{	 we0=0;
		 timers++;			 
		 fasong=~fasong;
		 for(i=12;i>0;i--);	 
		 if(timers==4)		 
		 break;
		
	}
	we0=1;					 
	timers=0;				 
	TH0=0X00;				 
	TL0=0X32;				 
	TR0=1;					
	EX0=1;					 
	delay100us();			 
	delay100us();
	delay100us();
//	delay100us();
//	delay100us();
}
void keyscan()				 
{
	if(k1==0)				 
	{
		shijian(10);
		if(k1==0)
		kaiflag=~kaiflag;	 
		while(k1==0);		 	 
	}
	if(k2==0)				 
	{
		shijian(10);
		if(k2==0)
		temflag=~temflag;	 
		while(k2==0);		 
	}
} 
void temdisplay()			 
{
	num=get();				 
	shi=num/100;			 
	ge=num%100/10;			 
	shifen=num%10;			 
		P0=table[shi];		 
		we1=0;
		we0=1;
		we2=1;
		we3=1;
		shijian(6);
		P0=table[ge+10];	 
		we1=1;
		we0=1;
		we2=0;
		we3=1;
		shijian(6);
		P0=table[shifen];	 
		we3=0;
		we1=1;
		we0=1;
		we2=1;
		shijian(1);
}
void init()					 
{
	TMOD=0x21;	 
				 	
	TH0=0X00;	 
	TL0=0X32;	 
	TH1=0x00;	 
	TL1=0x00;	 
	TR1=0;		 
	TR0=0;		 
	EA=1;		 
	ET0=1;		 
	ET1=1;		 
	EX0=1;		 
	IT0=1;		 
	P2=0xff;
	P0=0xff;	 
	kaiflag=0;	 
	temflag=0;	 
}
void main()		 
{
	init();		 
	while(1)
	{	
		keyscan();	
		if((kaiflag==1)&&(temflag==1))
		{
			temdisplay();			
			TR1=0;					 
	 	TR0=0;
			EX0=0;
		}
		if((kaiflag==1)&&(temflag==0))
		{	
			send();					 
			num=get();				 
			TR1=1;					 
		}
		if(kaiflag==0)				 
		{
			TR1=0;
			TR0=0;						
			init();						
		}
	}
}