超声波测距报告含程序.doc

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1、《单片机原理及应用》单片机课程设计报告超声波测距报告19目录第1章课程设计概述……………………………………………………………21.1课程设计选题及原理………………………………………………21.2课程设计选题调研…………………………………………………21.2.1选题目的与意义………………………………………………21.2.2国内外研究综述………………………………………………3第2章方案设计……………………………………………………………………………42.1主要任务……………………………………………………………………42.2设计框图……………

2、………………………………………………………42.3设计所需元器件及简介…………………………………………………42.4设计程序流程简图…………………………………………………………52.5编程语言的选择第3章电路及部分代码设计……………………………………………………………63.1Stc12c5a60s2最小系统……………………………………………………63.2超声波测距模块……………………………………………………73.3数码管显示模块……………………………………………………………83.4蜂鸣器报警模块……………………………………………………

3、………93.5总仿真结果及实物测量结果……………………………………………10第4章课程设计心得体会和总结………………………………………………………114.1心得体会……………………………………………………………………114.2总结………………………………………………………………11附1课程设计仿真图…………………………………………………………附2课程设计实物图…………………………………………………………附3课程设计程序设计代码……………………………………………………………19第1章课程设计概述1.1课程设计选题及原理课程设计题目超声波

4、测距仪设计原理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，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出

5、发射点距障碍物面的距离s，即：s=340t/2。由于超声波也是一种声波，其声速V与温度有关。在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。1.2课程设计选题调研1.2.1选题目的与意义超声波是指频率在20KHz以上的声波，它属于机械波的范畴，可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，利用计算超声波在发送端和接收端之间的传

6、输时间和声速来测量距离，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在很大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，比如油库和水箱液面的精确测量和控制，汽车辅助泊位系统的应用，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，等工业领域也有广泛地应用。此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占具重要地位。191.2.2国内外研究综述历史上使用超声波来测量距离是从第二次世界大战时海军的声纳技术的发展开始。声纳是一种利用声波在水下测定目标距离和运动速

7、度的仪器。经过几个世纪，科学家们对此反复研究，最终发现了超声波的原理。超声波测距应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单，测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多的情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降

8、低了能量损耗，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。然而超声波测距在实际应用中也有很多局限性。由于超声波在传播过程中，声压会随距离的增大而呈