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《《遥控遥测技术》课程论文-基于单片机的超声波测距系统的设计》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、南京信息工程大学《遥控遥测技术》课程论文题目:基于单片机的超声波测距系统的设计学生姓名:**学号:2009*学院:****专业:****指导教师:***2012年05月20日1摘要:超声波具有指向性强,能量消耗缓慢,传播距离较远等优点,所以,在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中,超声波测距是目前应用最普遍的一种,它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。本设计详细介绍了超声波传感器的原理和特性,分析了超声波测距的原理的基础上,指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题,给出了以STC89c52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波
2、测距仪的硬件电路和软件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、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。关键词:超声波单片机测距STC89c52AbstractUltrasonicwavehasstrongpointingtonature,slowlyenergyconsumption,propagatingdistancefarther,so,inutilizingtheschemeofdistancefindingthatsensortechnologyandautomaticcontroltechnologycombinet
3、ogether,ultrasonicwavefindsrangetousethemostgeneraloneatpresent,itappliestoguardagainsttheft,movebackwardtheradar,waterlevelmeasuring,buildingconstructionsiteandsomeindustrialscenesextensively。Thissubjecthasintroducedprincipleandcharacteristicoftheultrasonicsensorindetail,onthebasisofanalyzi
4、ngprinciplethatultrasonicwavefindsrange,thesystematicthinkingandquestionsneededtoconsiderthathavepointedoutthatdesignsandfindsrange,providelowcost,thehardwarecircuitofhighaccuracy,ultrasonicrangefinderofminiaturedigitaldisplayandsoftwaredesignmethodtakingSTC89c52asthecore,thiscircuitofsystem
5、isreasonableindesign,workingstability,performancegoodmeasuringspeedingsoon,calculatingsimple,apttoaccomplishreal-timecontrol,andcanreachindustry'spracticaldemandinmeasuringtheprecision。KeyWords:Ultrasonicwave;One-chipcomputer;Rangefinding;STC89c521引言:测量距离的方法有很多种,短距离的可以用米尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于
6、高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,系统的测量精度理论上可以达到毫米级。2系统设计方案2.1超声波测距的原理超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(time of flight),也可以称为回波探测法,如图所示。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,超声波在介质中传播,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。根据传声介质的不同,可分为液介式、气介式和固介式三种。根据所用探头的工作方式,又可分为自发自收单探头方式和一发一收双探头方式。而倒车雷达一般是装在车尾,超声波在空气中
7、传播,超声波在空气中(20℃)的传播速度为340m/s(实际速度为344m/s这里取整数),根据计时器记录的时间就可以计算出发射点距障碍物的距离,公式。图1超声波测距原理由于超声波也是一种声波,其声速c与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。表1声速与温度的关系温度(℃)-30-20-100102030100声速(m/s)3133193253233383443493862.2设计框