基于超声波的测距系统设计设计

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1、西华大学毕业设计说明书目录1前言11.1课题设计目的及意义11.1.1设计的目的11.1.2设计的意义11.2超声波测距技术的国内外现状11.2.1发展历史11.2.2研究现状21.3本课题研究的主要内容22总体方案设计42.1方案比较42.1.1方案一雷达测距系统42.1.2方案二激光测距系统的设计42.1.3方案三基于单片机的超声测距系统设计52.2方案论证72.3方案选择73单元模块设计83.1各单元模块功能介绍及电路设计83.1.1单片机主机控制电路83.1.2复位电路93.1.3时钟电

2、路103.1.4按键电路103.1.5蜂鸣器电路113.1.6液晶显示电路113.1.7温度采集DS18B20电路133.1.8超声波发射电路设计143.1.9超声波接收电路设计143.1.10HR-SR04超声波集成模块153.1.11电源电路163.2特殊器件的介绍173.2.1超声波传感器173.2.21602字符型液晶显示器193.2.3温度传感器DS18B20233.2.4CX20106A芯片244软件设计264.1说明软件设计原理及设计所用工具264.2软件设计结构图274.3主要软

3、件设计流程框图284.3.1程序流程框图及说明28西华大学毕业设计说明书4.3.2系统主程序294.3.340KHz超声波发送程序304.3.4超声波的接受和处理程序304.3.5DS18B20温度采集程序304.3.6距离计算程序314.3.7数据转换程序324.3.8LCD显示程序325系统调试335.1软件调试335.2硬件调试356结论387总结与体会398谢辞409参考文献41附录：42附录1：原理图42附录2：43西华大学毕业设计说明书1前言1.1课题设计目的及意义随着科学技术越来越

4、快的发展，超声波在测距系统中的应用将会越来越广泛。但是对于目前的发展速度来说，人们可以利用的测距技术还十分有限。因此，这是一个正在迅速发展而又有无限前景的技术及产业领域。面向未来，超声波测距系统作为一种新型的测量工具在各领域都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，满足日益发展的社会需求。不用怀疑，无线的超声波测距系统将向自动化智能化靠拢，与其他的测距系统集成和融合，形成多类型测距仪。随着测距系统的技术进步，测距系统将从具有单一的判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。

5、在不久的将来，面貌一新的测距系统将对人类更加有益的方向发展。1.1.1设计的目的1.1.2设计的意义随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因、自然灾害等许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往要比城市建设要落后许多。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的事件。城市污水给人们的生活环境带来了困扰。因此，涵洞的排污疏通对城市给排水系统的污水处理，人们生活的舒适程度显得非常重要。而设计研制涵洞排

6、水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在涵洞中自由排污疏通，是涵洞排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距系统的研制。因此，设计的超声波测距系统就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距系统的意义。1.2超声波测距技术的国内外现状超声波测距技术作为检测技术的重要手段之一，在其发展过程中起着重要的作用。由于超声波信号具有高频特性，此技术早期仅仅使用模拟量信号的分析，大部分检测设备仅有A扫描形式，需要对信号进行人工分析才能得出正确的结论，对分析人员的专业要求较高。因此，人

7、为因素对测量的结果影响较大，并且波形也不容易被记录和保存，不适宜完成自动化检测。 八十年代后期，随着计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采集和分析能够得以实现。目前国内也陆陆续续出现了各类数字化超声波测距设备，并已1.2.1发展历史第42页西华大学毕业设计说明书成为超声波检测的发展方向。目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波测距系统的发展速度很快。国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。随着测距技术研究的不断深入，对超声测距系统功能要求越来越高

8、，单数码显示的超声测距系统会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声测距系统能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声测距系统研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究院研制2000A型超声分析检测仪，是一种内带微处理器的智能化测量仪器，全部操作都处于微处理器的控制管理之下，所有测量值，处理结果，状态信息都在显像管上显示出来，并可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单，可靠性高，具有断电存储功能