基于CAN总线的超声波乘员距离探测系统
基于单片机的超声测距系统设计-毕业设计
基于单片机的超声测距系统设计摘要超声波测距法迅速，方便，计算简单，易于做到实时控制，提过基于单片机的超声测距系统的设计能更加深入地了解单片机的实际应用。
本课题完成整个超声波测距系统设计，包括单片机控制电路，发射电路，接收电路，LCD显示电路和温度补偿电路。
本课题硬件部分设计采用最小系统板和所需的超声波收发电路。
程序由计算机仿真并烧入单片机实际调试，最终实物是一个能在5至200cm范围内准确测量距离的便携式系统，经实际测量误差控制在5%以内。
该系统的设计过程加深了对单片机的理解。
本设计的产品也能在实际生活中有很广泛的应用。
关键词：超声波，测距，补偿，模块DESIGN OF ULTRASONIC RANGINGBASED ON SINGLECHIPABSTRACTUltrasonic ranging is so quick and useful,it can be easy to translationed and be controled on time.We can learn much about singlechip during the design of Ultrasonic ranging base on singlechip.The system is made up by singlechip part,send and receive part,LCD part and temperature detective part.With the helping of smallest system and computer,the product which can detective the distance from 5cm to 200cm comes out.The error is only 0.5%. The system can help you take a good learning about singlechip.On the other hand,the system can be used in many environment by its practicality.Key Words: Ultrasonic,Ranging, temperature detective目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 .................................................................................................................................................. I II 第1章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.1.1 课题的背景 (1)1.1.2 课题的意义 (1)1.2超声波测距的发展现状趋势 (2)1.3本课题任务 (2)第2章单片机 (3)2.1单片机原理及应用 (3)2.1.1 单片机原理 (3)2.1.2 单片机的应用 (3)2.2单片机发展前景 (4)2.3单片机程序编译环境 (5)2.3.1 KEIL C51 (5)2.3.2 uVision2集成开发环境 (5)2.3.3 编辑器和调试器 (6)2.3.4 C51编译器 (6)2.3.5 部分代码优化 (7)2.3.6 RTX51实时核模块 (8)2.3.7 测试程序 (8)2.3.8 C51 V7版增强功能介绍 (9)第3章超声波测距原理 (10)3.1超声波原理及应用 (10)3.1.1 超声波原理 (10)3.1.2 超声波应用 (10)3.2超声波测距原理 (11)第4章测距系统构成与误差分析 (13)4.1单片机控制器 (13)4.2传感器 (13)4.2.1 超声波传感器原理与选型 (13)4.2.2 温度传感器选型 (14)4.3LCD显示屏 (15)4.4系统误差 (15)4.4.1 系统误差分析 (15)4.4.2 系统误差补偿 (16)第5章系统设计 (17)5.1系统框图 (17)5.2硬件 (17)5.2.1 发射电路 (17)5.2.2 接收电路 (18)5.3程序流程图 (20)5.4系统实物图 (21)5.5测试及数据分析 (21)第6章总结 (25)参考文献 (26)附录1部分程序 (28)致谢 (39)第1章绪论1.1课题的背景和意义1.1.1课题的背景随着科技的迅猛发展越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中,给我们的生活带来了诸多方便。
基于单片机的超声波测距仪论文
毕业设计（论文）题目：基于单片机的超声波测距仪摘要在空气介质中超声测距传感器因其性能好，价格低廉、使用方便，在现场机器人定位系统、车辆自动导航、车辆安全行驶辅助系统、城市交通管理和高速公路管理监测系统，以及河道、油井和仓库及料位的探测中都有应用。
由于超声波传播不易受干扰，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距和物位测量等都可以通过超声波来实现。
为此，深入研究超声波的产生与传播规律、开发高性能超声波换能器及其收发电路，对于超声波检测技术的发展具有十分重要的现实意义。
本设计介绍了基于单片机控制的超声测距的原理：由STC89C52控制定时器产生一定频率脉冲，计算从发射到接收回波时间，从而得到实测距离，数据处理采用，显示距离，语音播报。
关键词：超声波，距离测量，语音播报，单片机ABSTRACTIn the air medium, ultrasonic range finder sensor because of its good performance, low price, convenient use, in the field of robot positioning system, automatic vehicle navigation, vehicle safety driving assist system, city traffic management and management of expressway monitoring system, as well as river, well and warehouse and material level detection used in. Because the ultrasonic wave propagation is not susceptible to interference, energy consumption slow, medium of communication in the longer distance, which are often used for ultrasonic distance measurement, such as the location and level measurement can be achieved by ultrasound. Therefore, in-depth study of ultrasonic generation and propagation, the development of high performance ultrasonic transducer and its transceiver circuit, the ultrasonic detection technology development has very important real sense. This article introduces the design of control based on single chip ultrasonic ranging principle: control by STC89C52 timer produces a certain frequency pulse, calculated from transmitting to receiving echo time, so as to obtain the measured distance, data processing using the temperature compensation, four digital tube display distance, voice broadcast.KEYWORDS: ultrasonic, range measurement, voice broadcast, singlechip目录第1章绪论 ...................................................................................................................................1.1 课题设计目的及意义...........................................................................................1.1.1设计的目的............................................................................................................1.1.2设计的意义............................................................................................................1.2 国内外研究动态...................................................................................................1.3 本课题研究的主要内容....................................................................................... 第2章总体方案 ..........................................................................................................................2.1 方案选择................................................................................................................2.2 超声波测距仪的设计思路 ..................................................................................2.2.1 超声波测距原理 .................................................................................................2.2.2 超声波测距原理框图........................................................................................2.3 使用元件选择 ....................................................................................................... 第3章系统的硬件结构设计....................................................................................................3.1 STC89C52单片机的功能及特点........................................................................3.2 单片机最小系统...................................................................................................3.3 语音播报................................................................................................................3.4 显示单元................................................................................................................ 第4章系统的软件设计.............................................................................................................4.1 主程序流程图 .......................................................................................................4.2 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 .....................................................第5章超声波测距接收.............................................................................................................5.1 HC-SR04模块.......................................................................................................5.2 T40、R40超声波传感器简介.............................................................................5.2.1 超声波传感器的基本介绍...............................................................................5.2.2 超声波传感器的主要应用...............................................................................5.2.3 超声波传感器的工作原理...............................................................................5.3 超声波发射电路...................................................................................................5.4 超声波接收电路...................................................................................................5.5 超声波接收过程...................................................................................................5.6 接收数据处理 ....................................................................................................... 第6章总结...................................................................................................................................... 致谢............................................................................................................................................... 参考文献 .......................................................................................................................................... 附录1原理图................................................................................................................................. 附录2主要源程序........................................................................................................................ 诚信声明第1章绪论1.1 课题设计目的及意义1.1.1设计的目的随着科学技术的快速发展，超声波在测距中的应用越来越广。
超声波测距设计毕业设计
超声波测距设计毕业设计一、引言距离测量在许多领域都具有重要的应用，如工业自动化、机器人导航、汽车防撞等。
超声波测距作为一种非接触式的测量方法，具有测量精度高、响应速度快、成本低等优点，因此在实际工程中得到了广泛的应用。
本次毕业设计旨在设计一种基于超声波的测距系统，实现对目标物体距离的准确测量。
二、超声波测距原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，其在空气中的传播速度约为 340m/s。
超声波测距的原理是通过发射超声波脉冲，并测量其从发射到接收的时间间隔，然后根据声速和时间间隔计算出目标物体与传感器之间的距离。
假设发射超声波脉冲的时刻为 t1，接收到回波的时刻为 t2，声速为c，距离为 d，则距离 d 可以通过以下公式计算：d ＝ c ×（t2 t1) ／ 2三、系统硬件设计（一）超声波发射模块超声波发射模块主要由超声波换能器和驱动电路组成。
超声波换能器将电信号转换为超声波信号发射出去，驱动电路则提供足够的功率和电压来驱动换能器工作。
（二）超声波接收模块超声波接收模块主要由超声波换能器、前置放大器、带通滤波器和比较器组成。
换能器将接收到的超声波信号转换为电信号，前置放大器对信号进行放大，带通滤波器去除噪声和干扰，比较器将信号整形为方波信号。
（三）控制与处理模块控制与处理模块采用单片机作为核心，负责控制超声波的发射和接收，测量时间间隔，并计算距离。
同时，单片机还可以将测量结果通过显示模块进行显示，或者通过通信模块与上位机进行通信。
（四）显示模块显示模块用于显示测量结果，可以采用液晶显示屏（LCD）或数码管。
（五）电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源，包括 5V 和 33V 等不同的电压等级。
四、系统软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机的初始化、定时器的初始化、端口的初始化等。
然后进入主循环，不断地发射超声波脉冲，并等待接收回波。
当接收到回波后，计算距离，并进行显示或通信。
211246009_基于超声波和车联网融合的车内儿童遗落智能预警系统
0引言在过去的几年中，全球至少有300名儿童被父母有意或者无意单独留在车内而导致死亡。
为了避免此类事件发生，人们研发了车内儿童检测预警装置，目前市场上存在不同类型的检测预警装置，例如在车内座椅上加装传感器、在车内加装可见光摄像头及毫米波雷达等［1］。
通过对比发现，这些检测预警装置存在可靠性低、通用性差、技术不成熟、监测方式单一及普及率低等问题。
为弥补以上产品的部分不足，并结合市场需求和相关法规要求，本文研发了一款基于超声波和车联网融合的车内儿童遗落智能预警系统，该系统既能实时监测车内儿童或者宠物的活动，对儿童或者宠物遗落车内进行预警和干预，保证其生命安全；还具有车辆入侵检测报警功能，能在一定程度上保证车辆及车内财产安全。
1系统组成车内儿童遗落智能预警系统由车载端、数据传输端和家长端组成。
车载端主要包括车内儿童遗落检测模块、车联网T-BOX、车身控制单元BCM、空调控制器HVAC、车辆大灯及报警喇叭等模块；数据传输端主要是车联网服务云平台及相关通信模块；家长端指的是家长手机终端App。
车内儿童遗落智能预警系统组成框图如图1所示。
AppT-BOX图1系统功能框2系统工作原理当汽车处于熄火状态，司机离开汽车，车门锁闭30s后触发系统开始工作，超声波探头启动，开始向车内发送40kHz超声波扫描后排座位，利用多普勒效应检测是否有儿童或宠物活动。
如果探头检测到◇企业科技创新◇基于超声波和车联网融合的车内儿童遗落智能预警系统梁成成，杜嘉伟，李阳，宋勃冉（山西工程职业学院机械工程系，山西太原030009）摘要：针对儿童滞留在密闭的乘用车内导致窒息或热射病等生命安全问题，文章融合超声波检测与车联网操作平台，研发车内儿童遗落智能预警系统。
该系统主要由超声波探头、儿童遗落检测模块、车联网T-BOX及车联网服务云平台组成，对锁车后车内是否有儿童遗落进行智能监控，发现危险时能够及时实现自动预警和自适应联动处理，在第一时间救助被困儿童，避免发生意外，从而保证乘车儿童的人身安全。
基于单片机的超声波测距仪的设计毕业设计论文
摘要超声波具有很强的指向性，消耗能量缓慢，距离传播较远等优点，所以，在利用自动化控制技术和传感器应用技术相结合的测距方案中，利用超声波专有特性测距是目前最普遍的一种方式，它被广泛地应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。
本论文详细的介绍了超声波传感器的原理及特性，并且介绍了Atmel公司的AT89C52单片机的性能与特点，且在分析了超声波测距原理的基础上，指出了本次方案的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89C52单片机为核心，LCD显示电路，硬件制作和软件设计为一体的设计方案。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
关键字：超声波测距；单片机；测距；AT89C52；LED显示屏AbstractUltras onic wave has strong poin ti ng to n ature ,slowly en ergy con sumpti on ,propagat ing dista nce farther ,so, in utiliz ing the scheme of dista nce finding that sen sor tech no logy and automatic con trol tech no logy comb ine together ,ultras onic wave finds range to use the most gen eral one at prese nt ,it applies to guard aga inst theft , move backward the radar , water level measuri ng , buildi ng con structi on site and some in dustrial sce nes exte nsivel聞. 創沟燴鐺險爱氇谴净。
This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performa nce and characteristic of on e-chip computer AT89C52 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thi nking and questi ons n eeded to con sider that have poin ted out that desig ns and finds range .Given the AT89C52, LCD display circuit, the hardware and the software desig n productio n残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
基于超声波传感器的测距系统设计毕业设计论文
J I A N G X I N O R M A L U N I V E R S I T Y传感器原理课程设计题目：基于超声波传感器的测距系统院系名称：物理与通信电子学院学生姓名：学生学号：专业：电子信息工程任课老师：完成时间： 2015年6月摘要本文主要介绍了基于超声波传感器的测距系统的工作原理、硬件电路的设计和软件设计。
该测距系统由单片机最小系统模块、温度采集模块、超声波测距模块，LCD显示模块组成。
能够完成距离和温度的测量、显示等功能。
关键词：超声波测距，单片机最小系统，温度采集摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- I 1引言 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 22 设计要求---------------------------------------------------------------------------------------- 23 方案论证---------------------------------------------------------------------------------------- 23.1 方案论证与比较 ---------------------------------------------------------------------- 33.2 单片机最小系统模块的方案 ------------------------------------------------------- 33.3温度采集模块的方案----------------------------------------------------------------- 43.4超声波测距模块的方案-------------------------------------------------------------- 43.5 显示模块的方案 ---------------------------------------------------------------------- 4 5 系统设计---------------------------------------------------------------------------------------- 55.1单片机最小系统模块的设计-------------------------------------------------------- 55.1.1复位电路的设计--------------------------------------------------------------- 55.1.2 时钟电路设计----------------------------------------------------------------- 65.1.3单片机的I/O口的分配 ------------------------------------------------------ 65.2 LCD1602显示模块的设计 ---------------------------------------------------------- 75.2.1 1602接口信号说明----------------------------------------------------------- 85.2.2 1602操作时序----------------------------------------------------------------- 85.3 DS18B20温度采集模块的设计 ---------------------------------------------------- 95.3.1 DS18B20的分辨率 --------------------------------------------------------- 105.3.2 DS18B20工作时序图 ------------------------------------------------------ 105.4超声波测距模块的设计------------------------------------------------------------ 116 软件设计-------------------------------------------------------------------------------------- 126.1 程序流程图 -------------------------------------------------------------------------- 136.1.1 主程序流程图--------------------------------------------------------------- 136.1.2 外部中断0流程图--------------------------------------------------------- 146.2子程序设计 --------------------------------------------------------------------------- 146.2.1温度采集模块子程序------------------------------------------------------- 146.2.2 LCD显示子程序------------------------------------------------------------ 167 误差分析-------------------------------------------------------------------------------------- 187.1 温度 ----------------------------------------------------------------------------------- 187.2 障碍物表面材料 -------------------------------------------------------------------- 187.3 超声波模块探头距离 -------------------------------------------------------------- 18 8总结 -------------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------- 19 附录一：源程序-------------------------------------------------------------------------------- 20 附录二：实物图-------------------------------------------------------------------------------- 261引言近年来，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。
基于单片机的超声波测距系统设计_毕业设计(论文)
青 岛 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 （论 文）题 目 __________________________________________________________________________年 ___月 ___日基于单片机的超声波测距系统设计 2013 6 21基于单片机的超声波测距系统设计摘要超声波是一种指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远的声波，很适合用于距离测量。
目前国内一般是用专用集成电路设计超声波测距仪，但是成本高，没有显示，操作使用不方便，拓展不灵活。
而基于单片机的超声波测距克服了上述缺点，所以应用非常广泛，这种设计要求非接触式测距。
本设计是以单片机技术为基础，实现对前方物体距离的测量。
该系统设计主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等四个基本模块构成，用接收部分接收超声波。
本设计利用两个中断，在发射信号时，打开定时器中断0和外部中断0使定时器计时，接收到发射超声波信号时，外部中断0关闭中断，这时定时器中断0计录的时间就为超声波传播经过测距仪到前方物体的来回时间，经过单片机处理得到距离值S并且通过LCD1602显示出来。
本设计在室温条件下的精确度能达到3mm以内，但是要求被测量物体周围比较空旷而且空气温度要求是室温精确度才会达到以上精度。
关键词：单片机，超声波传感器，LCD1602The design of ultrasonic range finder basedon single chip microcomputerABSTRACTUltrasonic is a kind of strong directivity, energy consumption slow, in the medium distance transmission of sound waves, very suitable for distance measurementAt present domestic general is to use ultrasonic rangefinder application-specific integrated circuit design, but the cost is high, no display, operation is not convenient, not flexible. The ultrasonic ranging based on single chip microcomputer to overcome the above shortcomings, so the application is very broad, this non-contact ranging design requirements.This design is based on single chip microcomputer technology, realizes the measurement of the front object distance. The system design is mainly composed of main controller module, ultrasonic launch module, ultrasonic receiving module and display module and so on four basic modules, with a receiving part receiving ultrasound. This design uses two interrupts, when transmitting, open the timer interrupt 0 timer and external interrupt 0 timer, receives the side of launch ultrasonic wave signal, the external interrupt 0 closed interrupted, then the timer interrupt 0 meter to record the time for the ultrasonic propagation through the range finder to the object in front of the time back and forth. And the result is treated with single chip microcomputer distance values S and through LCD1602 display.This design at room temperature under the condition of precision can reach less than 3 mm, but the request was required measure around an object is open and the air temperature is above room temperature will reach the precision accuracy.KEY WORDS: single chip microcomputer; ultrasound sensor; LCD1602目录1 绪论 (5)1.1选题背景 (5)1.2研究意义 (5)2 超声波测距系统总体设计 (7)2．1超声波测距系统设计的目的和要求 (7)2．2 超声波测距系统的工作原理 (7)3 超声波测距系统硬件设计 (9)3.1 AT89S52单片机的概述 (9)3.2 LCD1602液晶显示器 (15)3.2.1 LCD1602模块的结构 (15)3.2.2 LCD1602与单片机的连接方式 (17)3.3 HC-SR04超声波测距模块 (18)3.4 系统设计 (20)4 超声波测距系统软件设计 (23)4．1 设计原理图及分析 (23)4．2 设计说明 (24)5 超声波测距模块测试 (27)6 结论 (28)1 绪论1.1选题背景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，因此它被广泛应用于距离的测试。
基于CAN总线的智能超声波测距系统
基金项目:北京市教育委员会科技发展计划面上项目(KM200611232002)收稿日期:2007-02-18 收修改稿日期:2007-07-29基于CAN 总线的智能超声波测距系统童 亮(北京信息科技大学机电工程学院,北京 100085) 摘要:介绍一种以MicrochipPIC16F877A 微控制器、MCP2510独立CAN 总线控制器和PCA82C250收发器为核心组成的CAN 总线智能超声波测距系统及其硬件和软件的设计方法。
在分析超声波测距误差原因的基础上,为了提高系统的测量精度,增加了超声波测距系统的温度校正模块。
试验结果表明:该测量系统测量数据准确、精度高,数据传递效率和利用率高,能够满足分布式控制系统中相关距离测量和数据传输的要求。
关键词:CAN 总线;超声波测距;温度校正;单片机中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2007)12-0034-03IntelligentUltrasonicDistanceMeasurementSystemBasedonCANBusTONGLiang(InstituteofMechanicandElectronicEngineering,BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity,Beijing100085,China)Abstract:AnapproachofhardwareandsoftwareforintelligentultrasonicdistancemeasurementsystembasedonCANbuswith PIC16F877A,stand 2aloneCANbuscontrollerMCP2501andPCA82C250wasintroduced.Thetemperaturecorrectingmodulewasprovided forimprovingtheprecisionofmeasurementsystemaccordingtoanalyzingtheerrorreasonofultrasonicdistancemeasurement.Theexperi 2mentresultshowsthatthedistancedatameasuredbythesystemwasaccurate,theefficiencyofdatatransmissionishighandthedatamea 2suredandtransferredbythesystemcanmeettherequirementofdistributedcontrolsystemaccordingly.Keywords:CANbus;ultrasonicdistancemeasurement;temperaturecorrection;MCU 1 系统设计原理和总体结构超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物立即返回,超声波接收器收到反射波后立即停止计时。
基于单片机的超声波测距系统设计
基于单片机的超声波测距系统设计超声波测距系统在物联网和机器人等领域有着广泛的应用。
超声波作为一种非接触的测量方式，可以有效地避免物体表面的污染，适用于各种环境下的距离测量。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计方法。
超声波测距的原理超声波测距是基于声波传播时间的测量。
超声波发射器发出超声波，经物体反射后被接收器接收。
根据声波的传播速度和接收时间，可以计算出超声波的传播距离。
常用的超声波频率为40kHz左右，其传播速度约为340m/s。
单片机与超声波测距在超声波测距系统中，单片机作为主控制器，负责控制整个系统的运行。
它接收来自超声波发射器的信号，触发超声波的发送，并计时等待超声波的返回。
当超声波被接收器接收时，单片机通过计算时间差来计算距离。
距离计算距离计算公式为：距离 =声速×时间差 / 2。
在系统中，声速是已知量，因此关键是准确测量时间差。
单片机通过计时器来精确测量从超声波发射到接收的时间，从而计算出距离。
误差分析超声波测距系统可能出现的误差主要有以下几种：1、计时器计时误差：这是时间测量误差的主要来源。
为提高计时精度，可以使用高精度的计时器或者采取软件滤波算法来降低误差。
2、声速误差：由于环境温度、湿度等因素的影响，声速可能会发生变化，从而影响测量结果。
可以通过引入温度传感器来对声速进行补偿，以减小误差。
3、反射面误差：由于被测物体的表面形状和质地等原因，超声波可能无法完全反射回来，导致测量结果偏小。
为减少误差，可以在发射端和接收端加装角度调节装置，使超声波尽量垂直于被测物体表面。
应用实例以下是一个基于单片机的超声波测距系统的设计实例：1、硬件选择：选用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，并选用HC-SR04超声波传感器作为超声波发射和接收器。
该传感器具有外接和控制电路简单、性能稳定、可靠性高等优点。
2、硬件连接：将超声波传感器的Trig和Echo引脚分别连接到单片机的GPIO口，以控制超声波的发射和接收。
基于单片机控制的超声波测距警报系统设计2
《现代通信技术》专业课程设计基于单片机控制的超声波测距报警系统设计系部：电子与信息工程系专业班级：学生：学号：小组成员：指导教师：时间：完成时间 2010年 12月目录1 绪论 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 课程设计的任务与要求 (2)2.1.1 课程设计的任务 (2)2.1.2 课程设计的要求 (3)2.2 超声波测距原理 (3)2.3 超声波测距系统的总体方案 (4)3 系统硬件电路设计 (6)3.1 STC89C52芯片介绍 (6)3.2 单片机最小系统 (6)3.3 超声波模块 (8)3.3.1 超声波发射模块 (8)3.3.2 超声波接收模块 (8)3.4 LED数码管显示模块 (9)3.5 报警模块 (10)4 系统软件设计 (11)4.1 Keil uVision3软件介绍 (11)4.2 软件流程图 (11)4.3 系统的软件调试 (12)5 设计总结 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录1 硬件连接图 (16)附录2 程序清单 (16)1 绪论随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
例如，倒车雷达、交通测速、机器人障碍检测等。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术与产业领域。
展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。
无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。
实验十 基于CAN总线的网络式超声波测距仪设计
微控制器综合设计与实训实验名称：实验十基于CAN总线的网络式超声波测距仪设计实验十：基于CAN总线的网络式超声波测距仪设计1 实训任务(1) 配置相关引脚的复用功能，使能和配置定时器外部输入捕捉中断；(2) 使用超声波模块测距；(3) 使用DS18B20数字温度传感器采集温度数据。
1．1 实验说明(1)CAN是Controller Area Network的缩写(以下称为CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议。
为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。
此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。
总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。
发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。
(2) 超声波模块简介。
本试验超声波模块采用HC-SR04模块。
HC-SR04模块工作原理：a. 采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号；b. 模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；c. 有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2；本模块使用方法简单，一个控制口发一个10us以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。
一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。
如此不断的周期测，即可以达到移动测量的值。
(3)DS18B20数字温度传感器简介。
DS18B20是由DALLAS半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。
与传统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的数字化温度传感器。
基于CAN总线的移动机器人超声波测距模块标准化设计
基于CAN总线的移动机器人超声波测距模块标准化设计董改花;孙荣川;孙立宁;郭秀华【摘要】面向当前移动机器人平台模块化及通用接口标准化发展的迫切需求，以TMS320F2812 DSP芯片增强型eCAN为核心，对移动机器人常用的超声波测距模块进行通用标准化CAN口设计。
主要包括eCAN标准化接口硬件电路设计及超声波信号处理流程等。
试验结果证明，本超声波测距模块标准化接口工作可靠，实时性好，满足控制要求，能与上位机通过CAN总线实现即插即用，已经成功应用于移动机器人控制系统中。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)008【总页数】4页(P41-44)【关键词】超声波测距;标准化接口;DSP芯片;CAN总线;移动机器人【作者】董改花;孙荣川;孙立宁;郭秀华【作者单位】苏州经贸职业技术学院SOC研发中心，苏州 215009; 苏州大学机器人与微系统研究中心，苏州 215000;苏州大学机器人与微系统研究中心，苏州215000;苏州大学机器人与微系统研究中心，苏州 215000;苏州经贸职业技术学院SOC研发中心，苏州 215009【正文语种】中文【中图分类】TP336对周围障碍物距离地不断测量构建环境的二维或三维信息是移动机器人构建环境地图、实现路径规划、自主导航定位与实现避障的先决条件［1］。
超声波传感器以其简单方便、成本低等优点，以及在测量精度方面完全能够达到工业实用要求，所以在移动机器人研制上受到了人们越来越多地青睐。
目前市场上超声波传感器种类繁多，其输出接口信号不一致，没有统一标准，导致传感器之间无法实现互操作及即插即用［2］。
就最终使用用户而言，面临着重复投入及二次开发问题。
这样使得移动机器人研究设计人员得花费大量的时间精力在底层传感器及驱动执行器的硬件接口通信上，很大程度上延长了研究周期，增加了研究成本。
2015年5月，国务院发布《中国制造2025》规划，机器人作为该战略部署的十个重点发展领域之一，其中指出要想突破机器人技术瓶颈，机器人设计标准化、模块化发展是今后趋势［3］。
毕业设计论文--基于单片机的超声波测距系统设计
毕业设计（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计摘要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，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测距系统，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，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。
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，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
本文介绍了一种基于STC89C52单片机的超声波测距系统，阐述了超声波测距系统的硬件电路部分的构成、软件设计思路及工作原理。
硬件部分采用STC89C52 单片机作为主控单片机，硬件电路主要由发射电路、接收电路、显示电路、报警电路等几部分组成；软件部分由主程序、显示子程序、超声波发射子程序、延迟子程序、计算子程序、报警程序等组成。
该电路具有结构简单、操作方便、精度较高、应用广泛的特点。
关键词：超声波；测距系统；单片机AbstractBecause of the strong point of ultrasonic energy consumption slow, medium of communication in the longer distance, thus frequently used ultrasonic distance measurement, such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by ultrasound. Ultrasonic Ranging System, can be used in car reversing, the construction site and the location of some industrial site monitoring, can also be used if the level, depth and length of the pipeline, such as measurement occasions. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient and simple terms, easy to achieve real-time control, and measurement accuracy can meet the practical requirements of industry.The paper describes an ultrasonic measuring system based on the STC89C52, it described an ultrasonic measuring system hardware circuit structure, working principle and software design methods. Hardware using STC89C52 microcontroller as a master MCU, the hardware circuit part includes main transmitter, receiver circuit, display circuit, warning circuit and so on. The software part includes the main program, display subroutine, ultrasonic transmitter subroutine, delay subroutine, calculation subroutine and alarm program. The system Circuits were simply structure, easy to use, high accuracy and wide application.Key Words：Ultrasonic wave；Ranging System；MCU目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论............................................................................................................. - 1 -1.1 测量距离的意义.................................................................................................... - 1 -1.2 基于单片机的超声波测距系统.......................................................................... - 2 -1.2.1 单片机概述 ...................................................................................................... - 2 -1.2.2 单片机的发展趋势 ........................................................................................ - 2 -1.2.3 基于单片机的超声波测距系统的优点与缺陷 ........................................ - 3 -1.2.4 超声波测距原理............................................................................................. - 4 -1.3设计内容 .................................................................................................................. - 4 -第2章设计方案..................................................................................................... - 5 -2.1 设计的目的和要求................................................................................................ - 5 -2.1.1 设计的目的 ..................................................................................................... - 5 -2.1.2 设计的要求 ..................................................................................................... - 5 -2.2 设计思路................................................................................................................. - 5 -2.2.1 硬件部分.......................................................................................................... - 5 -2.2.2 软件部分.......................................................................................................... - 6 -2.3 重要功能模块的选取 ........................................................................................... - 6 -2.3.1 单片机的选用 ................................................................................................. - 6 -2.3.2 发射器和接收器............................................................................................. - 8 -第3章硬件电路设计............................................................................................. - 9 -3.1 系统硬件设计总框图分析 .................................................................................. - 9 -3.2 处理器STC89C52................................................................................................. - 9 -3.2.1 单片机STC89C52的特点 ......................................................................... - 10 -3.2.2 STC89C52管脚说明 .................................................................................... - 11 -3.3 单片机最小系统设计 ......................................................................................... - 14 -3.3.1 单片机最小系统........................................................................................... - 14 -3.3.2 本次设计中的单片机最小系统................................................................. - 14 -3.4 超声波模块HC-SR04 ........................................................................................ - 17 -3.5 显示模块LCD1602 ............................................................................................ - 18 -3.6 报警模块............................................................................................................... - 21 -3.7 超声波测距系统的实物图 ................................................................................ - 22 -第4章软件程序设计........................................................................................... - 23 -4.1 概述........................................................................................................................ - 23 -4.2 头文件和全局变量.............................................................................................. - 23 -4.3 主程序 ................................................................................................................... - 24 -4.4 初始化函数........................................................................................................... - 25 -4.5 显示子程序和溢出中断程序 ............................................................................ - 25 -4.6 超声波发射程序、T1中断子程序和报警程序 ............................................ - 26 -4.7 距离计算程序 ....................................................................................................... - 27 -第5章系统的调试............................................................................................... - 28 -5.1 硬件的调试........................................................................................................... - 28 -5.2 软件的调试........................................................................................................... - 29 -结论..................................................................................................................... - 32 -参考文献................................................................................................................. - 33 -附录..................................................................................................................... - 34 -1．源程序 .................................................................................................................... - 34 -2．英文原文 ................................................................................................................ - 41 -3．中文译文 ................................................................................................................ - 53 -致谢..................................................................................................................... - 62 -第1章绪论1.1 测量距离的意义准确而快速地测定任意两个空间点间的距离，对人类活动的许多方面都具有十分重要的意义。
基于单片机的超声波测距系统毕业设计论文
关键词：超声波测距仪、STC89C52单片机
1、
1.1
随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域[1]。
其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单.，可靠性高，具有断电存储功能，其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。与国内同类产品相比，设计新颖合理，功能齐全，在仪器设计上有重大突破和创新，达到了国际先进水平。
目前，计算机市场价格大幅度下降，采用非一体化超声波检测仪器，计算机可发挥它一机多用的各种功能，实际上是最大的节约。过去那种全功能的仪器设置，还不如单独的超声仪，计算机可充分发挥各自特点。高智能化检测仪器只能满足检测条件，使用环境，重复性测试内容等基木情况一样，才可充分发挥其特有功能。仪器设计也应从实际情况出发，才能满足用户的要求。[13]综上所述，我国超声波仪器的研制与生产，有较大发展，有的型号已超过国外同类仪器水平目前常用的超声传感器有两大类，即电声型与流体力型。电声型主要有：1压电传感器；2磁致伸缩传感器；3静电传感器。流体动型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应用目的不同，超声传感的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声检测和诊断中习惯上都超声传感器称作探头，而工业中采用的流体动力型传感器称为“哨”或“笛”[14]。电子测距仪要求测量范围在0.10～5.00m，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。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，公式L=(△t/2)*C简单易算，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。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，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合[15]。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，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。所以就顺其自然的选择用超声波探测仪来进行探测停车位是否有车了。
车用CAN总线型超声波探头装置[实用新型专利]
![车用CAN总线型超声波探头装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e3e7afa3e45c3b3566ec8b74.png)
专利名称：车用CAN总线型超声波探头装置专利类型：实用新型专利
发明人：白云飞,肖东雷
申请号：CN201420217932.7
申请日：20140430
公开号：CN203941288U
公开日：
20141112
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种车用CAN总线型超声波探头装置，包括超声波探头、CAN总线收控制器和电源模块电路，单个超声波探头具有声压转换器、处理器、驱动电路、放大电路、CAN总线收发模块电路，多个超声波探头安装于汽车后保险杠上并与CAN总线接收控制器、电源模块电路通过数据线连接于汽车倒车雷达系统。
本实用新型的车用CAN总线型超声波探头装置，统一了倒车雷达用超声波探头的硬件接口，使超声波探头硬件设计更加通用和标准化，采用了双线的CAN总线通讯方式，方便了系统的进一步扩展。
申请人：北京兴科迪科技有限公司
地址：100091 北京市海淀区茶棚路2号
国籍：CN
代理机构：北京驰纳智财知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：孙海波
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基于超声波的智能车距检测与报警的设计与实现甄选范文
基于超声波的智能车距检测与报警的设计与实现摘要针对汽车拥挤的现状，设计一种反应快，稳定性好而且经济实用的汽车防撞测距仪对当今汽车行驶安全现状势在必行。
汽车防撞测距仪是一种向驾驶员报警的装置，此汽车防撞测距仪能在汽车行驶和倒车过程中自动检测障碍物，然后通过超声波测距原理测出汽车与障碍物之间的距离，并将距离显示出来。
当汽车与障碍物之间的距离达到极限时，系统发出声光报警，达到提醒司机防止撞车的目的。
本设计采用超声波发射和接收模块，模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。
一旦检测到有回波信号则输出回响信号，回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。
由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
如果车辆超过了安全距离，系统可以报警。
关键词：汽车防撞报警系统单片机超声波测距目录第1章绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2课题设计的意义 (3)1.3超声波汽车防撞系统应用的介绍 (3)1.4课题主要内容研究 (4)第2章课题的方案设计与论证 (4)2.1系统总体设计 (4)2.1.1系统总体框图 (4)2.1.2传感器位置 (5)2.2设计方案的论证 (6)2.2.1测距方案的选择 (6)2.2.2电源的选择 (6)2.2.3控制模块的选择 (6)2.2.4显示模块的选择 (7)2.2.5 PWM脉冲控制技术 (7)第3章硬件电路设计 (8)3.1单片机控制模块 (8)3.2超声波模块 (8)3.2.1 HC-SR04超声波模块简介 (8)3.2.2 HC-SR04模块 (9)3.3 PWM电机驱动电路 (10)3.4电源电路 (10)3.5显示模块 (11)3.6报警模块 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1主程序流程图 (12)4.2子程序流程图 (13)4.2.1超声波流程图 (13)4.2.2 PWM流程图 (14)第5章实现与调试 (15)5.1测试仪器 (15)5.2硬件功能测试 (15)5.3性能测试 (15)5.4测量问题与改善 (16)5.4.1测量精度的问题 (16)5.4.2提高测量精度的措施 (17)参考文献 (18)致谢 ........................................................................... 错误!未定义书签。