基于单片机的超声波测距系统设计学士论文

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1、毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计北华航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书姓名：专业：应用电子技术班级：学号：指导教师：职称：助理实验师完成时间：毕业设计（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计设计目标：利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点，设计实现生活中很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距的工作。技术要求：1、熟练使用AT89C51单片机、超声波发射器、超声波接收换能器各种仪器。掌握其原理，学以致用。设计出超声波测距仪的硬件

2、结构电路。2、对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。3、对设计的电路进行分析。所需仪器设备：AT89C51单片机、超声波发射器、超声波接收换能器成果验收形式：原理图、仿真结果参考文献：《单片机原理与接口技术》、《传感器应用A》、《电子测量技术》时间安排15周---6周立题论证39周---13周仿真调试27周---8周方案设计414周---16周成果验收指导教师：教研室主任：系主任：北华航天工业学院毕业论文摘要超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。

3、超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路，另外还有复位电路和LED控制电路等。我采用以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。整个电路采用模块化设计，由信号发射和接收、

4、供电、温度测量、显示等模块组成。发射探头的信号经放大和检波后发射出去，单片机的计时器开始计时，超声波被发射后按原路返回,在经过放大带通滤波整形等环节,然后被单片机接收,计数器停止工作并得到时间。温度测量后送到单片机,通过程序对速度进行校正,结合两者实现超声波测距的功能。软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。它控制单片机进行数据发送与接收，在一定温度下对超声波速度的校正，还有实现数据正确显示在LED上。另外程序控制单片机消除各探头对发射和接收超声波的影响。相关部分附有硬件电路图、程序流程

5、图。实际的环境对超声波有很大的影响，如外部电磁干扰电源干扰信道干扰等等，空气的温度对超声波的速度影响也很大。此外供电电源也会使测量差生很大的误差。再设计的过程中考虑了这些因素，并给出了一些解决方案。关键词AT89C51超声波测距2北华航天工业学院毕业论文目录摘要1第1章绪论11.1课题背景及重要意义11.2国内超声检测发展综述11.3超声波测距存在的问题与课题的意义21.4本文主要研究内容3第2章超声波测距原理与方法52.1超声波简介52.1.1超声波的三种形式52.1.2超声波的物理性质52.1.3超声波对声场产生的作用52

6、.2超声波传感器介绍62.2.1超声波测距原理及结构62.2.2超声波传感器选择92.2.3超声波测距的原理92.2.4发射脉冲宽度102.2.5测量盲区112.3本章小结12第3章系统硬件设计133.1发射电路设计133.1.1发射电路设计方案143.1.2发射电路常用方案143.1.3超声波发射器的注意事项153.2接收电路设计163.3单片机显示电路设计173.3.1LCD显示部分213.3.2报警部分223.4本章小结22第4章软件设计和测量结果分析232北华航天工业学院毕业论文4.1系统软件设计234.2外部中断子程

7、序274.3定时器中断子程序274.4实现重要功能的程序分析284.4.1实现温度读取功能284.4.2实现根据温度转化声速294.4.3实现距离计算294.5本章小结30第5章结论31致谢32参考文献33附录134附录2352北华航天工业学院毕业论文基于单片机的超声测距系统设计第1章绪论1.1课题背景及重要意义近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波

8、也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或