[工学]超声波测距论文

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1、摘要本文介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声波测距模块。该模块以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。论文概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声波传感器的原理及特性。对于测距系统的一些主要参数进行了讨论。并且在介绍超声测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。针对测距系统发射、接收、检测、显示部分的总体设计方案进行了论证。进一步介绍了单片机AT89C51在系统中的应用，分析了系统各部分的硬件及软件实现。最后利用测距系统进行验证。实验表明，各主要波形及技术指标均达到设计要求。该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，最后文中

2、分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善。关键词：51单片机；超声波；测距第32页AbstractThethesisintroducesakindofsingle-pulse-refectionultrasonicdistancemetersystemmoduleindetailbasedonMicrocontroller.Thesystemcouldmeasurecertaindistancewiththereflectedwaveonconditioninwhichthespeedoftransmittingwaveisfixed.Thispapersumm

3、arizesthedevelopmentandfoundationalprincipleofultrasonicdetections.Thenitpresentsthetheoryandcharactersofultrasonicsensor.Atthesametime,itdiscussesanumberofmaintechnicalparameters.Moreover,itproposesthewholestructureofthesystembyintroducingthefunctionofultrasonicdistancemeter.Andthen

4、thetransmissionreceiver,detection,displayschemeofthisdistancemetersystemisdemonstrated.Specially,aftertheapplicationofAT89C51microcontroller,itanalyzesthehardwareandsoftwarerealizationofeachpartinthissystem.Atlasttheresultanderroranalysisoftheexperimentsispresented.Itisprovedbyexperi

5、mentsthatthedesignofthesystemisprovidedwithhighaccuracyandreliability.Intheend,thefurthermeasuresofmodificationarepresented.Keywords:AT89C51MCU,ultrasonic,distancemeasurer第32页引言随着科学技术的快速发展，超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以AT89C51单片机

6、为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：测量液位、井深、管道长度等场合。可以广泛应用于工业生产、

7、医学检查、日常生活、无人驾驶汽车、自动作业现场的自动引导小车、机器人、液位计等。我设计的这个超声波测距的系统，肯定还有很多不足的地方，比如温度补偿的忽略，精度不够等等，但该测距仪已经能够实现测量距离的功能，基本达到了设计的要求。该超声波距仪用共阴数码管现示，最大测量距离是2.5米，精确度是5cm,小于0.5米蜂鸣器报警。1超声波测距仪原理及方案选择1.1超声波传感器应用前景展望第32页在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一

8、，在各国有关研究、生产、