温度补偿超声波测距仪

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1、摘要本文给出了系统总体框架、硬件电路、软件设计和程序流程图，并在硬件平台上实现了所设计的功能。超声测距是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，如电磁的或光学的方法，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、有灰尘烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。而本文介绍的基于单片机STC90C516RD+的超声波测距系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20采集温度数据，液晶显示屏LCD1602C显示温度数据及来回波的时间，当环境温度变化较大时，提取测得的温度，根据不同的温度对超声波测距系统的声速进行修正。测距时接收到回波，

2、点亮绿色发光二极管；当没有回波时，定时器溢出，点亮红色发光二极管。关键词:红色发光二极管；超声波测距；温度补偿；温度传感器；电磁干扰目录摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ第1章绪论…………………………………………………………………….…...11.1概述…………………………………………………………………….….11.2系统软硬件的调试……………………………………………….…....….1第2章系统设计原理…………………………………………….……………….22.1系统主要硬件结构………………………………………………...…

3、….22.2单片机主机系统介绍…………………………………………..…….….22.2.1单片机控制模块…………………………………………….……...22.2.2温度数据采集模块…………………………………………..…..…22.2.3主件LCD1602C的结构……………………………………………..32.3超声波测距的设备…………………………………………………........42.3.1超声波测距系统的硬件电路设计…………………………..…..…42.3.2超声波发射电路……………………………………….………..….42.3.3超声波检测接收电路………………

4、……………………….…..….5第3章系统的软件设计…………………………………………………………..63.1语言的选用…………………………………………………………...….63.2系统控制流程………………………………………………………...….73.3程序设计流程图……………………………......................................…103.4超声波测距仪的算法设计………………………………………..……123.5超声波发生子程序和接收中断程序……………………………..……123.6电路仿真………………………………………………

5、…………..……12第4章安装调试………………………………………………………………….13第5章电路特点和误差分析…………………………………………………….14结论…………………………………………………………………………………..15参考文献………………………………………………………………………….….16附录………………………………………………………………………………..…17致谢………………………………………………………………………………..…24第1章绪论1.1概述制作超声波测距系统，并外加温度补偿使测距更精确。前期制作超声波发送与接收电路，经过调

6、试正常可用后，编写相应的超声波程序，完成对于整个测距系统的控制。设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。以数字的形式显示测量距离。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。超声波测距仪硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片

7、机采用AT89C51或其兼容系列。采用11.0592MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P3.4端口输出低电平，通过硬件电路产生超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断1口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的LCD1602。1.2系统软硬件的调试超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接收采用Φ16的超声波换能器T/R40-16（T为发射，R为接收），中心频率为40kHz，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4～8cm，其余元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提

8、高抗干扰能力。根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容的大小，