超声波测距器课程设计

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1、徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计《微机原理及应用》课程设计超声波测距器的设计学生姓名郝强学号学院名称机电工程学院专业名称机械电子工程指导教师王前2013年12月27日17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计摘要随着科学技术的快速发展，超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上

2、设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。关键词： 超声波 ；传感器； 测量距离；控制17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计目录摘要………………………………………………………………………2目录…………………………………………………………………31.设

3、计目的………………………………………………………………42.总体方案………………………………………………………………43.硬件设计………………………………………………………………53.1超声波测距器硬件电路设计……………………………………53.2.1单片机芯片的选择……………………………………………………………63.2.2AT89C51定时计数应用电路……………………………………63.3超声波发射电路设计……………………………………………63.3.1选择超声波发生器类型………………………………………63.3.2

4、超声波发射电路设计…………………………………………73.4超声波接收电路设计……………………………………………83.5超声波显示电路设计………………………………………………94.软件设计………………………………………………………………94.1波测距器的算法设计……………………………………………104.2系统的主控制程序设计…………………………………………114.3发生子程序设计……………………………………………………124.4接收中断程序设计…………………………………………………134.5显示程序设计……………

5、…………………………………………144.6距离计算程序………………………………………………………155.结论……………………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………1817徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计1.设计目的超声波测距器，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.10～4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。2.总体方案

6、硬件部分主要由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组成。采用AT89C1或其兼容系列来实现对CX20106A红外接收芯片和74LS04系列超声波发射模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。软件部分主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分。3.硬件设计3.1超声

7、波测距器硬件电路设计17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计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，从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距离。路程、波速、时间之间的关系，可用下列简单的公式表示：上式中，d为超声波传播单边的路程，s为超声波来回的路程，c为超声波波速,t为超声波来回所用的时间。当声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距的原理。超声波测距的原理如图所示。3.1超声波测距原理根据超声波测距原理，超声波测距器需要有超声波发生器、超声波接收器、超声波

8、传播的计时器。按照系统设计功能的要求，硬件电路由单片机计时及控制电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路、显示电路及电源五部分组成。系统原理总框图见图。3.2超声波测距器的原理总框图17徐州工程学院《微机原理及应用》课程设计3.2.1单片机芯片的选择89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnl