超声波测距系统设计报告

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1、时间：周一晚上组号：8创新性实验报告题目超声波测距报警系统设计学院电子信息学院专业电子信息工程班级08041812学号080418320804194808041906学生姓名吴思徐旭东张翠翠指导教师刘公致完成日期2010年11月摘要本文详细介绍了一种基于单片机的超声测距系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。其原理是：单片机发出的超声波，通过换能器发射出去，遇到被测物体后翻身回来，计算此超声波从发射出道接受的时间差从而得出被测物体到测距仪的距离，并通过GSM模块实现短信报

2、警。针对测距系统发射、接受、检测、显示部分的总体设计方案做了论证。给出了系统的硬件原理图和软件原理图。TheDesignofSystemforUltrasonicDistanceMeasurementUsingMCUAbstractThethesisintroducesakindofsingle-pulse-reflectionultrasonicdistancemetersystemindetailbasedonsinglechipprocessor.Thesystemcouldmeasurecertai

3、ndistanceonthepremisethatthespeedofreflectedwaveintheairisfixed.Basedonthestudyofsinglechipprocessor,thispapersummarizesthedevelopmentandfundamentalprincipleofultrasonicdetection.Thenitpresentsthetheoryandcharactersofultrasonicsensor.Moreover,itproposesthe

4、wholestructureofthesystembyintroducingthefunctionofultrasonicdistancemeter.Thenthispaperintroducestheprincipleofdistance-measuring-devicewhichisdesignedwiththesinglechipPProcessorof51series.Thisprincipleisbasedontheultrasonicmeasurewhichiscalculatedbytheti

5、meusedbyultrasonictravelingfromthetarget,wealso.Andthenthetransmission,receiver,detection,displayschemeofthisdistancemetersystemarebroughtout.ThispaperpresentsthedesignoftheCircuitanddebugoftheultrasonicdistancesensor.Keywords:single-chipprocessor,ultrason

6、ic,distancemeasurement，GSM1、总体方案设计1.1超声波测距原理超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射与接收回波的时间差t，然后求出距离S=Ct/2,式中的C为超声波波速。由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关，表一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，则可以认为声速基本不变的，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。声速确定后，只要测的超声波往返的时间，既可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。温度（℃)-30-2

7、0-100102030100声速（米/秒）313319325323338344349386表一1.2方案比较方案一根据设计要求综合各方面的因素，可采用AT89S52单片机作为主控器，用模拟SPI驱动诺基亚5110液晶显示屏，实时显示数据，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，同时，我们通过串口发送AT指令控制GSM模块实现了短信报警。超声波测距器的系统框图如下：方案二本设计的整体框图如下图一所示，主要由超声波发射，超声波接受与信号转换，按键显示电路与温度传感器电路组成。超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到

8、障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差T，然后求出距离S=CT/2，式中的C为超声波波速。在常温下，空气中的声速约为340m/s.由于超声波也是一种声波，其传播速度C与温度有关，在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。因本系统测距精度要求很高，所以通过对温度的检测对超声波的传播速度加以校正。超声波传播速度确定后，只要测的超声波往返的时间，如图下图二波形所示。即可求得距离。这就是超声波测距