毕业设计（论文）-超声波测距器的设计

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1、目录第一章前言11.1超声波测距器的当前发展情况11.2方案论证21.2.1提出方案2第二章.超声波测距的原理42.1超声波的介绍42.1.1什么是超声波42.1.2超声波的特点42.1.3超声波的应用42.2超声波测距器的原理42.2.1超声波发生器52.2.2压电式超声波发生器原理52.2.3超声波测距原理6第三章.系统的组成73.1系统硬件电路设计73.1.1单片机系统及显示电路73.1.2超声波发射电路83.1.3超声波检测接收电路93.2系统程序设计103.2.1超声波测距器的算法设计103.2.2主程序123.2.2超声波发生子程序和超声波接收中断程序13第四章.软硬

2、件调试及性能144.1调试144.2性能分析14第五章.结论15致谢18参考文献19附录20超声波测距器的设计学号姓名李明威指导老师王春彦职称讲师第一章前言1.1超声波测距器的当前发展情况超声波作为一种传输信息的媒体，由于其本身的直射性和反射性，以及不易受光照、电磁波等外界因素影响的特性，在探伤、测距、测速等多种领域越来越受到重视。超声波是频率高于20K赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。目前国内超声波测距器

3、的设计大多采用汇编语言设计。由于单片机应用系统的日趋复杂。要求所写的代码规范化，模块化，并便于多人以软件工程的形式进行协同开发，汇编语言作为传统的单片机应用系统的编程语言，已经不能满足这样的实际需要了，而C语言以其结构化和能产生高效代码满足了这样的需求，成为电子工程师进行单片机系统编程时的首先编程语言。本设计就是一种基于STC89C52单片机、采用C语言和汇编语言混合编程来实现的超声波测距器。.24.超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。应用范围十分的广泛。超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以

4、超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。1.2方案论证1.2.1提出方案由于超声波的指向性强，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。利用超声波检测的距离，设计比较方便，计算处理也比较简单，并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。根据设计要求提出

5、如下方案。方案：选用AT89S51单片机（如图1.2）作为主控制器，，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成。图1.1超声波测距器系统设计框图.24.图1.2主控芯片89C51电路原理图.24.第二章.超声波测距的原理2.1超声波的介绍2.1.1什么是超声波超声波是指频率高于20KHz的机械波。2.1.2超声波的特点1、超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。2、超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。3、超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息2.1.3超声波的应用在全球，超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学

6、等领域。1、工程学方面的应用：水下定位与通讯、地下资源勘查等2、生物学方面的应用：剪切大分子、生物工程及处理种子等3、诊断学方面的应用：A型、B型、M型、D型、双功及彩超等4、治疗学方面的应用：理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等2.2超声波测距器的原理　　.24.2.2.1超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相

7、同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。 本设计属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。2.2.2压电式超声波发生器原理压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图2.1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声