基于单片机超声波测距仪的设计毕业论文.doc

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1、基于单片机超声波测距仪的设计毕业论文目录摘要41绪论51.1课题背景，目的和意义51.2现阶段本课题相关研究现状51.3方案论证71.4本设计相关说明81.5基于单片机的超声波测距系统81.6硬件的设计91.7论文结构的设计101.8本章小结102超声波测距仪的发射与接收系统112.1发射系统112.1.1超声波发射器122.1.2六位反向放大器74LS04122.1.3超声波发射电路设计122.2接收系统132.2.1接收前置放大电路CX20106142.2.2CX20106A的引脚注释142.2.3超声波接收电

2、路设计152.3发射与接收系统产品装配162.4本章小结163信号的处理、控制与输出显示173.1信号的处理与控制173.1.1微处理器的介绍173.1.2微处理器AT89S52183.1.3最小系统和复位电路193.2输出与显示203.2.1LED数码管显示原理203.2.2LED数码管驱动显示原理223.3信号的处理、控制与输出显示产品装配233.4本章小结244系统软件的设计254.1超声波测距仪的算法设计254.2主程序25扬州职业大学毕业设计（论文）第38页共38页4.3超声波发射子程序和超声波接收中断程

3、序264.4.显示子程序274.5本章小结285电路调试及误差分析285.1电路的调试285.2系统的误差分析295.2.1声速引起的误差295.2.2单片机时间分辨率的影响305.3展望设计315.4本章小结31结论32致谢33附录35附录一超声波测系统原理图35附录二超声波测系统原理图安装图35附录三超声波测系统原理图PCB图36附录四超声波测距仪产品图36附录五元器件清单37附录六超声波测系统原理图C语言原程序37扬州职业大学毕业设计（论文）第38页共38页基于单片机的超声波测距仪摘要：超声波是指频率在20k

4、Hz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。本设计利用超声波在空气中的传播速度以及在发射器、障碍物和接收器之间传播的时间计算出障碍物的距离，通过一个四位的七段数码管显示出来。系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路、显示电路和

5、复位电路等。硬件电路以AT89S52单片机为核心，并具有低成本、微型化等特点。软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。硬件电路和软件程序的有序配合，完善了整个超声波测距系统。关键词：AT89S52，超声波，测距仪，硬件，软件扬州职业大学毕业设计（论文）第38页共38页1绪论1.1课题背景，目的和意义超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，

6、因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。而由于超声波的速度相对光速小的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。因为它是非接

7、触式的，所以它就能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。比如要测量有毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之间的距离。目前基于超声波测距的精度需求和盲区减小的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。本文结合超声波精确测距的需要，进行了系统的硬件和软件设计，分析了影响超声测距精确度的多种因素，来有效提高测距系统的精度。1.2现阶段本课题相关研究现状F.GALton在1876年进行了气哨实验，代表着人类第一次产生的高频声波。而我国于1956年开

8、始超声的大规模研究。迄今，我国对超声已经广泛地在的各个领域得到发展和应用，特别要提出的是，其中一些项目能够与国际水平相接近。超声波测距与定位技术是关于声学以及仪器科学的综合性大学科，由超声波换能器、超声波发射和接收电路、控制电路等组成了利用超声波来测量距离值。目前在各个领域中都得到了使用，并取得了很好的成果。扬州职业大学毕业设计（论文）第38页共38页R.K