脉冲反射式超声波测距系统设计

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1、学号：1108441063本科毕业论文（设计）(2014届)脉冲反射式超声波测距系统设计院系电子信息工程学院专业电气工程及其自动化姓名刘影指导教师王俊杰助教III合肥师范学院2015届本科毕业设计（论文）摘要本次设计的主要内容是介绍一种基于超声波自身的特点对实际生活中一些距离测量的设计。本系统利用超声波传感器作为检测器件，其中主要是利用超声波反射特点和声波在空气中传播的速度对一些特殊的场合进行短距离的测量。本次系统硬件功能主要是用STC89C52单片机控制各个电路实现的，主要电路有超声波测距电路、声音报警电路、数码管显示电路。在软件设计中绘制出各电路的原理图、仿真图、以及PCB图、

2、并且说明各个部分的工作原理和设计过程，最后进行Proteus仿真和实物的焊接并且测试其功能。关键词：单片机控制；超声波测距；数码管显示；29合肥师范学院2015届本科毕业设计（论文）AbstractThemaincontentofthisdesignistointroduceakindofbasedonultrasoniccharacteristicofreallifesomeofthedesignofthedistancemeasurement.ThissystemUSESultrasonicsensorsasdetectingdevice,mainlyusingtheultra

3、sonicreflectioncharacteristicsandthespeedofsoundwavesinairforsomespecialoccasionsforshortdistancemeasurement.ThefunctionofthesystemhardwareismainlyimplementedusingallcircuitSTC89C52single-chipmicrocomputercontrol,maincircuitofultrasonicdistancemeasurementcircuit,voicealarmcircuit,digitaltubedi

4、splaycircuit.Drawinthesoftwaredesignprincipleofthecircuitdiagram,simulationdiagramandPCBdiagram,andillustratetheworkingprincipleanddesignprocessofallparts,finallyProteussimulationandrealweldingandtestitsfunctionality.Keywords:Singlechipmicrocomputercontrol;Ultrasonicranging;Digitaltubedisplay;

5、29合肥师范学院2015届本科毕业设计（论文）目录摘要IABSTRACTII目录III1绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状11.3研究目的与意义22系统总体设计32.1设计要求32.2系统设计方案33系统硬件设计43.1主控制模块43.1.1STC89C52单片机的简介43.1.2STC89C52管脚说明43.1.3STC89C52单片机主要特性53.2超声波传感器检测ＨＣ－ＳＲ０４模块53.2.1超声波传感器的介绍53.2.2超声波传感器的工作原理53.2.3超声波传感器的应用63.3单片机的最小系统73.4超声测距显示电路73.5超声测距报警电路83.6本章小结94系统

6、软件设计104.1主程序流程104.2子程序的设计114.2.1超声发射和接收设计114.2.2显示子程序设计114.2.3报警子程序1229合肥师范学院2015届本科毕业设计（论文）4.3本章小结135联调与调试135.1软件调试135.2硬件调试155.3系统PCB图175.4本章小结18结论与展望18致谢19参考文献20附录21附录A：原理图21附录B：源程序2229合肥师范学院2015届本科毕业设计（论文）1绪论1.1研究背景自然界中人们听到的声音是通过物体产生机械振动来产生，但是超声的频率大约在20000Hz不在人的听觉范围，但它和声音在本质上是相同的。超声波和其他的一些

7、声波一样都具有一些性质如：折射、反射、衍射、干涉等。另外，它还具有束射特性、能量传递特性、吸收特性等。超声波在面对不一样的介质时，它发出的能量会相应被反射出一大部分。超声波、无线电波、光线等其他一些波相比，超声波传播的速度要小很多。所以它的时间更容易获得，故测量的精度和准确度也远远大于其他的声波系统。与其他声波测量距离相比超声波系统的电路更容易实现一些、结构比较简单所以造价成本相对也比较低。最重要的是利用声速传播，仪器更容易获取一些数据和图像。在传统的距离测量方法中，