传感器与检测技术课程设计之超声波传感器课程设计报告-副本

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1、超声波传咸器测距课程设计专业：自动化班级:1002姓名：张海涛学号:1009101032超声波传感器测距系统西京学院口动化专业10级张海涛摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远等优点，因而，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种,并且在测量精度方面也能达到自动化的使用要求，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89S51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测

2、距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89S51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。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求关键词超声波单片机测距AT89S511引言传感器技术是现代信息技术的主要内容z—。信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，计算机技术相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。比如温度传感器、光电传感辭、湿度传感器、超声波传感器、红外传感器、压力传感辭等等,其中，超声波传感

3、器在测量方面有着广泛、普遍的应用。利用单片机控制超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。超声波测距系统主要应用于汽车的倒年雷达、机器人口动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计，还能进一步提高口己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。1.1单片机超声波测距系统框图超声波传感器测距系统西京学院口动化专业10级张海涛摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远等优点，因而，在利用传感器技术和自动

4、控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种,并且在测量精度方面也能达到自动化的使用要求，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89S51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89S51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。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面

5、能达到工业实用的要求关键词超声波单片机测距AT89S511引言传感器技术是现代信息技术的主要内容z—。信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，计算机技术相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。比如温度传感器、光电传感辭、湿度传感器、超声波传感器、红外传感器、压力传感辭等等,其中，超声波传感器在测量方面有着广泛、普遍的应用。利用单片机控制超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。超声波测距系统主要应用于汽车的倒年雷达、机器人口动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管

6、道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计，还能进一步提高口己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。1.1单片机超声波测距系统框图数字显示发射驱动功能键接收处理发射管接收管陣碍物图1-1单片机超声波测距系统框图基于单片机的超声波测距系统，是利川单片机编程产生频率为40KHz的方波，经过发射驱动电路放人，使超声波传感器发射端震荡，发射超声波。超声波波经反射物反射回来后，由传感器接收端接忆再经接收电路放大、整形，控制单片机小断口。其系统框图如图1-1所示。这种以单片机为核心的超声波测距系统通过单片机记录超

7、声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在单片机的外部屮断源输入口产生一个屮断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离，结果输出给LED显示。利用单片机准确计时，测距精度高，而口单片机控制方便，计算简单。许多超声波测距系统都采川这种设计方法。2超声波测距工作原理在超声波探测电路中，发射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数为被测距离成止比。超声测距大致有以下方法：①取输出脉冲的平均值电压，该电压（其幅

8、值基本固定）为距离成止比，测量电压即可测得跖•离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的吋I'可间隔t,故被测距离为S=l/2vto本测量电