基于51单片机的温度补偿超声波测距系统设计与实现

本篇文章主要介绍了基于51单片机的温度补偿超声波测距系统设计。系统结构主要包括单片机系统、显示电路、超声波发射与接收电路以及温度采样电路。核心采用了8051单片机作为控制单元，通过12MHz高精度晶振确保了稳定的时钟频率，从而减少测量误差。单片机负责生成40kHz的方波信号驱动超声波换能器，并通过外中断机制检测回波信号，实现测距功能。 在硬件电路设计上，系统依赖于DS18B20温度传感器进行温度补偿，以提高测距结果的准确性。DS18B20是一个数字温度传感器，通过一组特定的通信协议（如1-Wire）与单片机交互。程序中定义了几个关键函数： 1. `void Delay1ms(unsigned int y)`：这是一个简单的延时函数，用于在通信过程中提供适当的时间间隔。 2. `unsigned char Ds18b20Init()`：初始化DS18B20，设置通信接口，并等待传感器稳定响应。 3. `void Ds18b20WriteByte(unsigned char dat)`：将数据字节写入传感器，通过逐位控制数据线实现。 4. `unsigned char Ds18b20ReadByte()`：从传感器读取一个字节的数据。 5. `void Ds18b20ChangTemp()`：发送命令使传感器进入温度转换模式。 6. `void Ds18b20ReadTempCom()`：发送读取温度的命令，准备获取传感器数据。 7. `int Ds18b20ReadTemp()`：综合运用上述函数，首先改变传感器状态进行温度转换，然后读取并处理返回的温度值。 系统流程包括先通过`Ds18b20ChangTemp()`函数设置温度转换条件，接着调用`Ds18b20ReadTempCom()`读取温度数据，最后在`Ds18b20ReadTemp()`中解析和存储温度值，可能还需要对读取到的温度值进行温度补偿，以校正因环境温度变化对超声波传播速度的影响，从而得出更精确的测距结果。 通过这样的设计，该系统实现了既能精确测量距离又能实时监控温度的双重功能，对于需要对环境因素进行考虑的测距应用具有实用价值。