基于单片机超声波测距项目实验报告

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1、电子信息工程系实验报告课程名称：1、信号检测与控制2、单片机技术与应用3、印刷电路板设计与制板工艺班级：应电0933班实训者姓名：左兴华柴理会学号：09190133190919013317指导老师：方跃春李桂平张艳阳时间：2010年12月目录一、-----------------------实验背景二、-----------------------实验原理三、-----------------------实验设备四、-----------------------实验目的五、-----------------------实验内容六、-----------------------实验步骤七、-

2、----------------------实验作品展示八、-----------------------实验体会九、-----------------------附超生波测距汇编程序一、实验背景在科学技术高速发展的今天，超生波的在测距中的应用也越来越广。但目前我们的技术还是有限，为了推动我们电子信息工程系同学对其的兴趣发展，所以我们电子信息工程系教研室的老师们策划了一个基于单片机超声波测距仪项目的课程设计。同时也是为了老师考察电子系同学们在前一学年在单片机应用技术课程，传感器技术应用课程和印刷电路板的设计与工艺课程学习情况。也是对电子信息工程系的学生们动手能力的一种锻炼，及高职院校学生综

3、合素质的一种培养。设计超声波测距仪用专用的集成电路的成本很高,并且没有显示,操作比较不方便。本文结合超声波精确测距的需要，尝试用STC89C52单片机为核心的低成本、简单实现收发功能、小型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件设计方法。二、实验原理超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，传播速度仅为光波的百万分之一，超声波对色彩，光照度，外界光线和电磁场不敏感，因此超声波测距对于被测物处于黑暗，有灰尘或烟雾，强电磁干挠，有毒等恶劣的环境下有一定的适用能力，在液体测位，机器人避障和定位，倒车雷达、物体识别等方面有广泛应用。而且超声波传播不易受干挠，因而经常用于距离的测量。在某一时刻给超声波发生器施

4、加40khz方波信号，发生器发出超声波，遇到被测物体后反射回来，被超声波接受器接受到。只要计算出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间，知道在介质中的传播速度，就可以计算出被测物体的距离d=s/2=(vt)/2.其中d为被测物到测距仪之间的距离，s为超声波往返通过的路程，v为超声波在介质中的传播速度，t为超声波从发射到接收所用时间。由于超声波在空气中的速度与温度有关，如果温度变化不大，则可以认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，则可以通过温度补偿的方法加以矫正。不同温度下超声波在空气中传播速度随温度变化的关系：V=331.4+0.61t.其中，t为实际温度，v的单位为m/s.本系统所采用

5、的T/R40-16型超声波传感器。超声波传感器型号代码:T/R40-16—外壳直径--16(mm)T—发射R--接收40KHZ--中心频率。图1超声波传感器表2-1T/R40-16特性参数型号T/R40-16中心频率40士1KHZ发射电压大于115dB接受灵敏度大于-64dB/V/ubar-6dB指向50deg电容2400士25%允许输入电压20V工作过程启动超声波测距电路时，工作过程如下:1.由单片机发出40KHz的脉冲串，每10个脉冲为一串;2．脉冲串通过超声波发射电路驱动超声波发射换能器发出超声波;3．单片机在发送脉冲的时刻开始计时;4．超声波遇到障碍物后的回波被超声波接收换能器接收

6、，其输出的正弦波经过两级放大;5．再经过电压比较器，下降沿中断信号中断单片机的计时;6．读THO、TLO时间值;7．时间*速度，计算出距离数据;8．在LED上显示距离。超声波测距是根据回波测距的原理设计的，由超声波的发射器发射超声波，超声波接收器接受回波。测出从超声波发射脉冲串时刻到接受回波是的时间差，超声波在同温同介质中的传播速度由测温系统得知，将声速与时刻差相乘，得出距离，并显示。其系统框图如图2所示。三．实验器材及设备A.实验器材超声波测距原理图pcb板一块，超声波探头，超声波接收头，555多谐振荡器，LM386音频集成芯片、LM567集成芯片、CD4069驱动芯片、DS18B20传

7、感器一个以及一些必须的电阻，电容及元器件等等B.实验设备电烙铁一个、烙铁架一个、钳子，8051系列单片机。电锡丝、万用表、示波器、被测物体、电脑、下载数据线等等。四、实验目的为了推动我们电子信息工程系同学对超声波在测距这块的兴趣，我们教研室的老师们策划了一个基于单片机超声波测距仪项目的课程设计。同时也是为了老师考察电子系同学们在前一学年在单片机应用技术课程，传感器技术应用课程和印刷电路板的设计与工艺课程学习情况。也是对电