毕业设计（论文）-超声波距离测量仪硬件设计

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1、嘉应学院本科毕业论文（设计）（2010届）题目：超声波距离测量仪硬件设计导师姓名：院系：电子信息工程学院专业：自动化学生姓名：学号：超声波距离测量仪硬件设计摘要本系统采用AT89S51单片机作为主控制器，发出（产生）40kHz的脉冲波经放大电路后送到超声波发射探头T-40使其振荡发射出超声波，超声波在传送过程中碰到障碍物反射回来，接收探头收到声波后经集成芯片CX20106A放大滤波整形后回送到单片机计算，通过发射与接收的时间差以及当前温度对应的声速计算出距离。为了解决现场温度对测距产生的影响，在本系

2、统中使用了DS18B20温度传感器对现场温度进行检测，并通过软件的调试实现温度补偿，使测量误差降低，当物体移动时能迅速显示即时距离，而本系统使用LED显示距离的数值，为用户提供了很直观的界面，从而完美实现了由AT89S51为单片机主控芯片的超声波测距。关键词：AT单片机，超声波，测距，LED；II超声波距离测量仪硬件设计AbstractThesystemusestheAT89S51microcontrollerasthemaincontroller,issue(create)40kHzpulsewa

3、vebytheultrasonicamplifierissenttoT-40tolaunchprobetoemitultrasonicoscillation，Ultrasonicobstaclesencounteredinthecourseoftransmissionreflectedback,uponreceivingprobereceivedbytheintegratedsoundchipCX20106AAfteramplifyingandfilteringbacktotheSCMcalcula

4、tionofplastic，Bytransmittingandreceivingthetimedifferenceandthecurrenttemperatureiscalculatedfromthecorrespondingvelocity。Toaddresstheon-siteimpactoftemperatureonthedistance,inthissystemDS18B20temperaturesensorusedtodetecttemperatureonthespot，Anddebugs

5、oftwaretoachievetemperaturecompensation,sothatmeasurementerrordecreasedwhentheobjectcanbemovedquicklytoshowtherealdistance，Useofthissystem,LEDdisplayrangeofvalues,toprovideuserswithaveryintuitiveinterface，ToachievetheperfecthostbytheAT89S51microcontrol

6、lerchipfortheultrasonicranging。Keywords:ATMCU,ultrasonic,range,LEDII超声波距离测量仪硬件设计目录1前言11.1论文研究的背景和意义11.2超声波测距领域的历史和国内外发展现状21.3论文的主要内容32超声波测距的基本理论42.1超声波的定义42.2超声波传感器42.3超声波测距计算43系统硬件设计73.1系统主要技术指标73.2系统设计框图73.3主控芯片的选择83.4超声波的发射电路设计93.5超声波接收电路设计103.6超声波测

7、距显示电路113.6.1显示模块的选择113.6.2显示电路113.7温度补偿电路设计123.7.1DS18B20的特性123.7.2DS18B20引脚说明123.7.3DS18B20的使用方法133.7.4DS18B20温度补偿电路的设计133.8主电路原理图144系统软件设计154.1总体设计框图154.2子程序设计框图164.3温度补偿流程图165系统的测试185.1系统硬件测试185.2系统的软件测试185.3系统的整体测试185.4系统测量与误差分析195.4.1测量数据195.4.2系统

8、误差分析196总结21参考文献22附录24附录A原理图24附录BPCB图25附录C实物图26附录D程序28致谢33III超声波距离测量仪硬件设计1前言1.1论文研究的背景和意义测距的原理和方法有很多[1]，根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法和超声波方法。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。红外测距属于电磁波的一种