毕业设计-基于单片机的智能化超声波测距实验装置研发

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1、毕业设计（论文）智能化超声波测距实验装置的研发系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号学生姓名李燕指导教师金伟2011年10月24日东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页智能化超声波测距实验装置的研发摘要本文阐述了超声波测距的原理，介绍如何用C8051F20单片机实现超声波测距，分析各个部分的工作原理，并给出了原理图和源程序。此超声波的测距电路由超声波传感器、单片机、发射/接收电路和LED显示器组成。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波被广泛应用于距离的测量。利用超声波检测比较迅

2、速、方便，计算简单，已做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用要求，测量时与被测物体无直接接触等，这些优点使其广泛应用于倒车雷达、建筑施工工地等场合。关键词：超声波测距单片机东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页IntelligentultrasonicexperimentdeviceofresearchanddevelopmentAuthor：LiYanTutor：JinWeiAbstractThispaperexpoundstheprincipleofultrasonicranginganddescribe

3、showtouseC8051F20SCMrealizingultrasonicranging.Italsoanalysisoftheworkingprincipleofeachpartandgivestheprinciplediagramandthesourceprogram.Theultrasonicrangingiscomposedbyultrasonicsensors,SCMcircuit,launch/receivingcircuitandLEDdisplay.Duetothestronglydirectivit

4、y,slowlyenergyconsumptionandlongtransmissiondistanceinamedium,thusultrasoniciswidelyusedindistancemeasurement.Ultrasonicisquickly,convenient,simplecalculationandachievesreal-timecontrol.Anditcanalsoreachtheindustrialpracticalrequirementsinthemeasurementprecisiona

5、ndwithoutdirectlycontactedwithobjecttobetested.AllTheseadvantagesmakeitwidelyusedinreverseradar,constructionsiteandsoon.UltrasonicrangingbasedontheAT89S52SCMeasilyovercomeshortcomings,andisusedveryextensive.KeyWords:Ultrasonicwave;Rangefinding;One-chipcomputer;wi

6、dely东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第54页目录1绪论21.1课题的提出21.1.1超声波测距实验装置的研发21.1.2选题的目的、意义及实用价值31.2超声波测距发展及现状51.2.1超声波的发展史51.2.2现有非接触式测距技术的优缺点51.2.3超声波的国内外测距研究现状71.3本课题的主要工作71.3.1课题的整体设计71.3.2课题的细节设计81.4主要成果112.超声波测距的理论基础122.1声波概述122.1.1声波的产生122.1.2声波的基本特性122.1.3声波的分类132.1.4研究波传播相关

7、的主要参数142.2超声波的基本特性182.3压电式超声波传感器工作原理192.4超声波测距原理203.课题的主要结构及设计203.1智能化多功能超声波测距实验装置的硬件设计213.1.1驱动电路的设计213.1.2接收电路的设计253.2软件设计263.2.1发射及接收模块的软件设计283.2.2智能化通讯模块的设计303.2.3上位机数据采集与处理模块的设计324.实验结论及误差分析355.结论与展望36致谢38参考文献39附录39东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第54页1.绪论1.1课题的提出1.1.1超声波测距

8、实验装置的研发　随着科技的不断发展，超声波因其指向性强、能耗缓慢、传播距离远等特性而在测距方面得到广泛应用,根据超声波测距原理，国内一般采用专用集成电路来设计各种测距仪器,但是专用集成电路的成本相对较高、功能相对单一。而相对的，基于单片机控制的测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能,并且成本低、精度高