单片机课程设计(超声波测距)

《单片机课程设计(超声波测距)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于单片机的超声波测距设计一.设计原理超声波是一种在弹性介质屮的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的，其频率在20KH?以上。超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。超声波在介质中传播吋在不同介面上具有反射的特性，由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点，常用于测量物体的距离、厚度、液位等。超声波发射器发出的超声波以速度V在空气中传播，在到达被测物体时被反射冋來，由超声波接收器接收，其往返时间为T,市式S二VT/2即可算岀被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，起声速V与温度有关，下表给出了儿种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大

2、，则可以认为声速是基本不表的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿法加以校正。超声波波速与温度的关系表温度(°C)-30-20-100102030100声速(m/s)313319325323338344349386超声波测距应用:1.超声波流量计：测量水的流速，这是因为超声波是一种机械波，依靠介质才能传播，其传播方向受介质运动影响，因此，水可以改变传播方向。进而可以做出超声波流量计，可应以自來水、工业用水、农业用水等进行测量。还适用于下水道、农业灌渠、河流等流速的测量。2.超声波测距仪：用以测量液位、井深、管道长度、建筑测量、厚度测量等。3.报警器：盲人探路器、防盗报警等二.设计指标

3、(1)设计超声波测距系统的硕件结构电路(2)对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送和接收(3)对设计的电路进行分析(4)以数字的形式在数码管上显示被测距离超声波测距原理框图(1)超声波发射器为了研究和利用超声波，人们研究了多种超声波发生器,常用的超声波发生器可以分为二大类,一是用电气方式产生超声波，如压电式、磁致伸缩式超声波发生器;二是用机械方式产生超声波,有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同。这里采用第一类的压电式超声波发生器，是利用压电晶体的电致伸缩现象，即压电效应。常用的压电材料有石英晶体、压电陶瓷等。在压电材料切片上施加一定

4、频率的交变电压,当外加信号频率等于压电晶片的固有频率时，会产生电致伸缩振动，产生共振，并带动共振板振动,产生超声波。741504图2-2超声波发射电路原理图(2)超声波接收器CX20106A是一款红外检波接受的专用芯片，常用于电视红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率为38kHZ与测距的超声波40kHZ较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路。CX20106A接收超声波具有很好的灵敏度和较强的空干扰能力。适当改变电容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。L>Y卜一RES2-qL1KF52«57I2346心ICX2O1O6ACNI>图2-3超声波检测接收电路（3）超声

5、波测距系统硬件电路本设计采用STC89C51单片机为核心，经济实用，片内有4K的ROM,便于编程。整个硬件电路分为超声波发射器、单片机控制模块、超声波接收器和显示器四个模块。MlVCCT一主亠主*--CC穿益黑需”一SM天陽誥IUr-4>-2rcbIKSueSMfflhcvRnnionA4g»IOB!•MmWFile5HHTIMHDCXOiwnByTakGSI)一.主要元器件8051单片机，超声波传感器，LED数码管二.元件清单名称参数数量1•晶振12M12•四位数码管共阳13•蜂鸣器有源13.三极管2N39044855013•电阻IK510K156OR44•电容lOu122p25•按

6、键