基于51单片机的超声波测距电路

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1、南华大学电气工程学院2010年十二月“超声波测距电路”作品简介（论文）作品名称：基于单片机的超声波测距电路姓　　名：某某班　　级：自动化？？？班学　　号：？？？？？？联系电话：？？？？？？摘要距离，又可称为位移量，是工业五大量度之一。测距广泛用于诸如汽车倒车、物位检测、智能避障等方面。距离的测量对于生产工作是至关重要的。现行的测距方法有很多种，本电路采取了超声波测距方案。由于超声波指向性强、传输距离远，采用超声波测距是一种既方便又快捷的方法。本方案使用了MCS-51单片机作为主控芯片，且采用了集成芯片CX20106A作为超声波接收电路的主

2、要芯片，如此大大简化了外围电路的复杂程度，提高了电路的稳定性。通过测试，本电路基本上可以测得探头到障碍物之间的距离，达到了目的。关键词：超声波测距，MCS-51单片机，CX20106A目录1、作品名称······························（4）2、方案的比较与选择······················（4）3、电路设计思路及总体结构················（5）4、电路的设计与成型······················（5）4.1供电部分·····························（

3、5）4.2微控制器部分·························（6）4.3超声波发射部分·······················（6）4.4超声波接收部分·······················（7）4.5温度补偿部分·························（8）4.6显示部分·····························（9）4.7整体电路及其PCB图··················（9）5、电路软件的设计··························（10）5.1初始化部分····

4、························（11）5.2超声波发射部分························（12）5.3温度检测部分··························（12）5.4定时及中断部分························（13）5.5液晶显示部分··························（13）5.6主程序································（14）6、总结····································（14）7、参考

5、文献································（15）1、作品名称:基于单片机的超声波测距电路。2、方案的比较与选择：目前基于电子技术测量距离的常用方法主要有雷达测距、激光测距、光电测距和超声测距等。其中由于雷达测距和激光测距的条件较为苛刻且成本高，故不在方案选择的考虑范围之内。下面着重比较光电测距和超声测距两种方案。方案1：采用光电测距。一般来说，光电测距使用红外光电管作为发射接收传感器，如图2.1为红外发光二极管和接收管。图2.1红外发射/接收管红外发射/接收信号滤波、放大信号处理、计算距离显示图2.2系统流程图

6、红外测距反应灵敏，且安全可靠，但测量范围很窄，并且如果要求提高精度的话，需要提高成本。方案2：采用超声波测距。图2.3超声波发射/接收头超声波发射/接收信号滤波、放大信号处理、计算距离显示图2.4系统流程图采用超声波测距的优缺点如下：优点：超声波对色彩和光照度不敏感，可在黑暗、有粉尘和测量透明物体的环境下使用；超声波对电磁干扰不敏感，可在有电磁干扰等恶劣环境下工作；超声波易于集成化、小型化。缺点：超声波会受温度、气流、材质等影响；超声波测距如欲达到一定精度，需要复杂的外围电路支持。方案的确定：经比较方案1与方案2，可知选用超声波测距不失为

7、一种可行的办法。超声波测距的方法主要有相位检测法、声波幅值检测法、渡越时间检测法三种。相位检测法的测量精度高，但检测范围有限；声波幅值检测法易受环境反射波的影响；渡越时间检测法工作原理简单、直观，在硬件控制和软件设计方面容易实现。本电路采用渡越时间检测法，其原理为通过检测超声波的发射和接收之间的渡越时间t，通过公式s=vt计算出障碍距离，其中v为超声波在空气中的传播速度。3、电路设计思路及总体结构：MCU显示部分温度补偿部分分析本电路的方案，总体为下面几个部分：供电部分超声波发射部分超声波接收部分图3.1结构框图根据总体结构可知，本电路的

8、工作流程为：超声波发射——>超声波接收——>检测时差——>计算出距离——>显示如此就能细分每个环节的工作了。下面将就每个部分进行详细解析。4、电路的设计与成型：根据总体结构，电路可分解为以下部