超声波传感器测距可能性分析 毕业论文

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1、超声波传感器测距可能性分析摘要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。本设计对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用单片机以及超声波在介质的传播特性等知识，采用DS18B20作为温度反馈，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。为了保证超声波测距模块的可靠性和稳定性，其本身采取了相应的抗干扰措施。该测距仪最大测量距离是80cm，最小测量距离是4cm，精确度是3cm。这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强且实时性良好，经过系统扩展和升级，可以广泛应用于工

2、业生产、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及机器人等。关键词：超声波；倒车雷达；单片机20--目录摘要I目录II1前言11.1国内外研究现状及存在的问题11.2选题的目的和意义11.3设计内容11.3.1设计内容分析12超声波传感器22.1超声波传感器原理和特性22.1.1测试原理22.1.2超声波特性22.2超声波传感器检测物体的方式42.3超声波传感器的系统结构43AT89C52单片机简介63.1单片机的发展63.2单片机应用范围74超声波测距系统的设计84.1超声波测距的基

3、本原理84.2超声波测距的硬件系统设计94.3超声波测距的软件系统设计115超声波测距系统的调试145.1超声波测距软件系统的调试14结论15参考文献16致谢16附录17Ⅰ倒车雷达系统整体电路图17Ⅱ超声波测距程序1820--1前言1.1国内外研究现状及存在的问题超声波对固体、液体的穿透本领很大，尤其是在固体中，可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生反射形成反射成回波，碰到活动的物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在生活生产、生物医学、国防等方面。超声波距离传感器可以广泛应用在物体位置监

4、测、机器人防撞、各种超声波接近开关、以及防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便，防水型，发射夹角小，灵敏度很高，方便与工业显示仪表连接，也提供发射夹角较大的探头。在工业方面，超声波有两种典型应用的：一是金属无损探伤，二是测厚。以前，有很多的技术都不能探测到物体的内部，因此发展受到了阻碍，但是超声波传感技术应运而生，得到了广泛的应用。当然大多数的超声波传感器是固定安装在各种各样的装置上，时时探测我们所需要的信号。1.2选题的意义近年来，汽车数量在增加，而且越来越多，使得道路拥堵严重，同时交通事故多发，给我们

5、的生命安全带来了相当大的损失，因此安全驾机动车辆驶成为我们大家关注的焦点。因此车辆防撞系统的设计和需求显得非常重要和迫切，针对这种情况，设计一种响应快、可靠性高且较为经济的汽车防撞报警系统势在必行。因此，本题以单片机AT89C52为核心，超声波距离传感器可以广泛应用在物体位置监测、机器人防撞、各种超声波接近开关、以及防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便，防水型，发射夹角小，灵敏度很高，利用一对40kHz压电超声传感器设计一款体积较小、精度较高、价格低廉、具有温度补偿、实时语音报警以及液晶显示距离的超声波

6、倒车防撞报警系统。1.3设计内容1.3.1设计内容分析本课题采用AT89C52单片机和压电超声波传感器以及相应的外围电路，通过单片机中的计数器和外部中断信号调用子程序测算障碍物距离从而进一步控制智能小车中的制动系统。最终实现整个系统设计。在编写程序时主要用到c语言。在小车倒车当中如果遇到障碍物，当距离障碍物一定距离时，单片机将控制直流电动机工作方式，以实现报警提示。20--2超声波传感器2.1超声波传感器原理和特性超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，超声波在介质中传播可以有不同形式，下面介绍它的基本原理。

7、2.1.1测试原理图2.1超声波探测设备中发射端与接收端位置示意图通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波距离传感器可以广泛应用在物体位置监测、机器人防撞、各种超声波接近开关、以及防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便，防水型，发射夹角小，灵敏度很高，超声波在空气中传播时，遇到障碍物就会立即有反射波回来，当接收到反射波时立即停止计时。根据超声波在空气中的传播速度和记录的时间就可以计

8、算出距离障碍物的距离。即：s=340t/2(2.1)把超声波传感器安装在适当的位置（如图2.1），对准被测物方向不断发射超声波，就可测量物体表面到传感器的距离。2.1.2超声波特性（1）空气温度的影响20--声波行程时间受气温的影响程程度为0.17%/K。也就是说40℃时，声速相对于20℃时改变了+3.1%，因此测量距离也会改变约+3.1%。但如果选用的超声波传感器中有温度补偿功能，这个影响可忽略不计。一般来说温度越高，声波中