课程设计（论文）-基于单片机的超声波测距仪

《课程设计（论文）-基于单片机的超声波测距仪》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录第一章绪论11.1嵌入式系统简介11.2研究背景及意义1第二章超声波测距仪简介........................................2第三章原理图设计.3第四章PCB设计...................................................6第五章程序设计及作品展示......................................75.1程序设计框图75.2作品展示85.3源代码9总结........................................

2、.............1919第一章绪论1.1嵌入式系统简介随着电子技术的快速发展，特别是大规模集成电路的产生而出现的微型机，使现代科学研究得到了质的飞跃，而嵌入式微控制器技术的出现则给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。由嵌入式微控制器组成的系统，最明显的优势就是可以嵌入到任何微型或小型仪器、设备中。嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统[1]。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后

3、的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统[2]。和通用计算机不同，嵌入式系统是针对具体应用的专用系统，目的就是要把一切变得更简单、更方便、更普遍、更适用；它的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。嵌入式系统通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等极大部分组成1.2研究背景

4、及意义超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振所引起的，其频率在20kHz以上，是人耳听不到的一种声波，传播速度仅为光波的百万分之一，纵向分辨率较高。近年来,随着国民经济科学技术及工业自动化的发展，特别是移动机器人的自动避障导航系统和视觉识别系统的需要，出现了许多识别方法和原理根据其信息载体的不同可归纳为光学方法和超声波方法，但光学方法在某些领域有其局限性，相比之下，超声波方法在这些方面具有突出的优点：愁啊黄色光波对色彩光照度不敏感，可用于识别透明及漫反射差的物体（如玻璃抛光体）；对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗

5、有灰尘或烟雾电磁干扰性强等有毒的恶劣环境中；超声波传感器结构简单体积小费用低信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。因此，超声检测法已越来越引起人们的重视，被广泛应用在液位测量机械手控制车辆自动导航物体识别等方面特别是在空气测距中，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因此其准确度也较其他方法高。19第二章超声波测距仪简介在日常生产生活中，很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。而超声波是指频率大于20kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其

6、具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好地折衷。发展方向：由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。超声波测距原理：超声波发射器向某一方向发射超声波，在

7、发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中遇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。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，就可以计算出发射点距离障碍物的距离(s)，即：s=340*t/2。这就是所谓的时间差测距法。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易于控制，且与被测物体不需要直接接触的优点，

8、是作为液体高度测量的理想手段。Figure1测量原理19第三章原理图设计本设计采用Protel99SE进行原理图设计，设计的原理图共一张，如下：电源模块：采用USB供电的方式，对整个电路进行供电。数码管显示电路：采用四位