发布时间 : 星期五 文章基于单片机的超声波测距仪作品设计毕业论文更新完毕开始阅读
基于单片机的超声波测距系统设计
目录
摘 要 ································ I 1绪 论 ······················· 错误！未定义书签。
1.1 超声波测距研究意义及发展概况 ··········································· 错误！未定义书签。 1.2 超声波特性及超声换能器现状 ·············································· 错误！未定义书签。
2超声波测距系统的原理及设计方案 ·········· 错误！未定义书签。
2.1 超声波发生器及测距原理 ···················································· 错误！未定义书签。 2.2 方案的设计 ······································································ 错误！未定义书签。 2.3 超声波的电路设计 ····························································· 错误！未定义书签。 2.4 超声波发射与接收电路 ······················································· 错误！未定义书签。
3软件设计 ····················· 错误！未定义书签。
3.1主流程图 ·········································································· 错误！未定义书签。 3.2温度读取程序 ···································································· 错误！未定义书签。 3.3 LCD显示流程图 ································································· 错误！未定义书签。 3.4外中断服务程序 ································································· 错误！未定义书签。 3.5超声波发射程序 ································································· 错误！未定义书签。
结论 ························ 错误！未定义书签。 参考文献 ······················ 错误！未定义书签。 附录1 部分程序 ··················· 错误！未定义书签。 附录2 总电路图 ··················· 错误！未定义书签。 后记 ························ 错误！未定义书签。
摘 要
本文介绍了一种基于单片机的超声波测距系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离，并且描述了系统研制的理论基础。文章概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声传感器的原理及特性，并且在介绍超声测距系统的基础上．提出了系统的总体构成。利用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，并且超声测距是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，如电磁的或光学的方法，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力的超声波测距器，可以应用于汽车倒车、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。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。
关键词：超声波 测距 单片机 温度补偿
第一章 绪论
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。它也有自已的特性，如它的频率可以非常高，达到兆赫级，因此，它在介质中传播时能量可以集中在很小的范围内，具有良好的成束性，也就是方向性好。
1.有关于超声波的简单介绍
1.1 课题研究背景
超声波[1]是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。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。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。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。
1.2 课题研究意义
由于超声测距是一种非接触[2]检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰等恶劣环境有一定的适应能力。具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高料位测量、车辆自动导航、物体识别与定位、车辆安全行驶辅助系统乃至地形地貌探测等许多领域中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。因此超声波测距在移动机
器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。
1.3国内外相关研究情况
国内的超声波测[3]量主要集中在对0~10 m固体和液体的测量，一般测量精度高，回波稳定[4]。近年来随着超声波技术研究的不断深入已广泛应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。
国外在提高超声波测距方面做了大量的研究，国内的一些学者也作了大量相关的研究。
南昌航空工业学院的江泽涛[5]在《温度对液体中超声波速度的影响》一文中，洋细地分析了温度对超声波在液体中传播速度的影响，导出了超声波速度同液体压缩系数及密度的关系，研究了压缩系数及密度同温度的关系，进而研究了温度对声速及声时的影响， 用实验测量了不同的液体成分下的声时同温度的关系。
Figneroa J．F．，Lamancusa J．S．[6]在《A method for accurate detection of time of arrival：AnalysiS and design of ultrasonic ranging system}一文中，提出一种新的计时方法，该方法的原理是回波时延由峰值时延和相位时延相加而得，分别用不同的检测方法得到峰值时延和相位时延，相加后即得回波的传播时间。
2.课题设计的任务和要求
主要内容根据所学知识，设计一个基于单片机的超声波测距系统。
（1）硬件设计：选择单片机型号和超声波模块，设计主要的电路模块，主要包括：单片机最小系统、键盘接口模块、超声波接口电路模块和显示模块； （2）软件设计：使用Keil C51设计系统软件，并完成联机调试，软件设计的主
（3）需要实现的技术指标：探测距离：2cm-450cm 精度：可达10mm
第二章 超声波测距原理
要模块有：系统初始化、键盘扫描、超声波测距和测量结果显示。
1.研究方案及选择
1.1方案一：基于ARM[7]的超声波测距系统设计