超声波测距仪(毕业设计)

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毕业设计超声波测距系统的硬件设计

毕业设计超声波测距系统的硬件设计

本科生毕业设计(论文)

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完成日期 2010 年 5 月

超声波测距系统的硬件设计

The Hardware Design of Ultrasonic Ranging Systerm

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完成日期:2010.05.10

超声波测距系统的硬件设计

测控技术与仪器

[摘要]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。在本次设计中,设计的超声波测距系统的测量精度为1cm,能够清晰稳定地显示测量结果。在整个超声波测距硬件电路模块中主要的电路设计有超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、温度补偿电路以及声光报警电路构成。其中接收电路主要采用的是CX20106A;发射电路采用的是反相器74HC04及超声波发射换能器组成;另外,为了提高测量的精度在电路中又加入了温度补偿装置,DS18B20就是用来测量当前温度从而来实现这一功能。通过实物验证这一设计方案是可行的。

[关键词]STC89C52;超声波测距;74HC04;CX20106A;温度补偿

The Hardware Design of Ultrasonic Ranging Systerm Tracking Control Technology and Equipment

Abstract:Ultrasonic range finder, can be applied to the car into reverse, the construction sites and industrial the position to monitor and may be used as the old, dark, the length of such occasions. In the design of system design, precision measurement range of ultrasonic, the stability of 1cm clear that measurement.In the whole range of ultrasonic hardware circuit that the main circuit design has an ultrasonic the circuit, an ultrasound the circuit, show circuit, temperature compensate circuit and the audible and visible police made a circuit.One of the main circuits are CX20106A ;The circuit is the use of ultrasonic 74HC04 and in the launch of the change to another in order to improve ;The precision measurement in the circuit joined the compensation arrangement, DS18B20 is used to measure the temperature and to fulfil this function. In the design by the scheme is feasible.

超声波测距-毕业设计论文完整版.doc

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摘要

随着社会的发展,人们对距离或长度测量的要求越来越高。在社会生活中应用超声波测距技术已很广泛,如汽车倒车雷达、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。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,因而超声测距技术的研究和开发具有实际意义。

本文介绍了一种利用超声波测距的系统,该系统是一种基于STC12C2052 单片机的超声波测距系统,它根据超声波在空气中传播的反射原理,以超声波传感器为检测部件,应用单片机技术和超声波在空气中的时间差来测量距离。该系统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模块构成。通过单片机的I/O口控制超声波发射电路发出40KHz的超声波,反射波经由超声波检测接收电路、放大电路送入单片机外部中断端,通过计算超声波的发射和返回的时间,确定超声波发生器和反射物体之间的距离,完成测距。该系统可实现4米内测距,盲区20厘米。

关键词:超声波;测距;单片机

Abstract

With the development of society, the demand on the measurement of distance or length is increasing. It is applied widely by ultrasonic to measure distance,such as cars reversing radar,range finder and level measurement and so on.Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption,long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic.

超声波测距仪毕业设计

超声波测距仪毕业设计

1 绪论-----------------------------------------------

2 1.1 课题背景、目的和意义 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2

1.2 课题主要内容 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2

2 系统概述-------------------------------------------

3 2.1 超声波测距仪的原理 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2 两种常用的超声波测距方法 -------------------------------------------------------------------------------------

4 2.3 超声波的介绍 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 2.4 超声波传感器 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6

超声波测距仪毕业设计

超声波测距仪毕业设计

超声波测距仪毕业设计

超声波测距仪毕业设计

在现代科技的飞速发展下,越来越多的电子设备被应用于各个领域。其中,超

声波测距仪作为一种常见的测量设备,被广泛应用于工业、医疗、安防等领域。本文将介绍一个基于超声波原理的毕业设计,旨在设计并制作一款高精度、高

稳定性的超声波测距仪。

首先,我们需要了解超声波测距的原理。超声波是指频率超过人耳能够听到的

声音范围(20Hz-20kHz)的声波。超声波测距仪利用超声波在空气中传播的特性,通过发射器发出超声波脉冲,然后接收器接收到反射回来的超声波,并计

算出测距的距离。

在设计过程中,首先需要选择合适的超声波传感器。传感器的选择直接影响到

测距仪的精度和稳定性。常见的超声波传感器有压电传感器和电容传感器两种。压电传感器通过压电效应将电能转化为声能,而电容传感器则是通过测量电容

的变化来实现测距。根据设计需求,我们可以选择适合的传感器。

接下来,需要设计测距仪的硬件电路。核心电路包括发射电路、接收电路和信

号处理电路。发射电路主要负责产生超声波脉冲信号,而接收电路则负责接收

反射回来的超声波信号。信号处理电路用于对接收到的信号进行滤波、放大和

数字化处理。这些电路的设计需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力以及功耗等

因素。

在硬件设计完成后,还需要进行软件编程。软件编程主要包括信号的处理与计算。首先,需要对接收到的信号进行滤波和放大,以提高信号的质量。然后,

根据超声波传播速度和信号的时间差,可以计算出测距的距离。为了提高测距

的精度,还可以对信号进行多次采样和平均处理。

除了基本的测距功能,我们还可以考虑添加其他功能,如数据存储、显示和通

超声波测距仪的设计毕业论文设计

超声波测距仪的设计毕业论文设计

摘要

随着社会的发展,传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求,例如在井深,液位,管道长度等场合,传统的测距方法根本无法完成测量的任务。还有在很多要时测距的情况下,传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是,一种新的测距方法诞生了——非接触测距。超声波可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大围与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。

目前对于超声波精确测距的需求也越来越大,如油库和水箱液面的精确测量和控制,物体气孔大小的检测和机械部损伤的检测等。在机械制造,电子冶金,航海,宇航,石油化工,交通等工业领域也有广泛地应用。此外,在材料科学,医学,生物科学等领域中也占具重要地位。

随着计算机技术、自动化技术和工业机器人的不断发展和广泛应用,测距问题显得越来越重要。目前常用的测距方式主要有雷达测距、红外测距、激光测距和超声测距4种。与其他测距方法相比较,超声测距具有下面的优点:(1)超声波对色彩和光照度不敏感,可用于识别透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)。

(2)超声波对外界光线和电磁场不敏感,可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中。

(3)超声波传感器结构简单、体积小、费用低、技术难度小、信息处理简单

可靠、易于小型化和集成化。因此,超声波作为一种测距识别手段,已越来越引起人们的重视。

关键词:超声波;测距;电子电路

Abstract

超声波测距仪毕业设计论文

超声波测距仪毕业设计论文

第一章绪论

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,超声波将在测距仪中的应用越来越广。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及产业领域。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。随着测距仪的技术进步,测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。在新的世纪里,面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

1.1.2设计的意义

超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、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,还能进一步提高自己的电路设计水平,深入对单片机的理解和应用。

1.2超声波测距仪的设计思路

1.2.1超声波测距原理

发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播,在到达被测物体时被反射返回,由接收器接收,其往返时间为t,由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关,下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。

毕业设计 基于超声波测距的倒车雷达设计 好

毕业设计 基于超声波测距的倒车雷达设计 好

毕业设计基于超声波测距的倒车雷达设计好

一、背景和研究意义

随着汽车普及率的不断提高,车辆在道路上的行驶和停车都成为人们生活中常见的场景。而在停车行为中,倒车就成为了比较危险的行为,往往容易发生事故。因此,倒车雷达的应用正越来越受到人们的重视。

倒车雷达是一种能够勘测车辆周围环境并辅助驾驶员开车的系统,它能够利用超声波测距原理快速测量车与后方障碍物之间的距离,并在必要的时候发出警示声音,

提醒驾驶员及时停车,避免碰撞。因此,在汽车行业中,倒车雷达越来越受到关注,

开发和研究倒车雷达的技术也日渐成熟。

本文基于超声波测距的原理,设计了一种倒车雷达系统,旨在提高驾驶员倒车的安全性和便利性,为驾驶员提供更加完善的倒车辅助系统,为减少车辆事故带来新的

技术支持。

二、设计原理

超声波倒车雷达主要是通过超声波感应距离,掌握车辆行驶路线,快速监测停车时的障碍物情况,提醒人们注意,避免碰撞发生。

超声波测距,是测量距离的一种常用方法,具有广泛的应用。在倒车雷达中,超声波传感器负责发射和接收超声波信号。当超声波传感器发射出信号时,经过一定的

时间后接收器接收到了回波信号。此时,系统能够计算出障碍物与传感器之间的距离。

例如,在设计的倒车雷达中,将各个传感器布置在车辆的四周,对车辆周围的环境进行监控,同时,安装上数字显示屏和声音提示装置,形成一个完整的倒车雷达系统。

三、设计流程

1.硬件选取

倒车雷达的主要组成部分包括传感器、控制器和显示器。这里选择超声波传感器来进行测量距离,并选用单片机作为控制器,通过硬件连接实现传感器和显示器的协同工作。

毕业设计遥控定时器及超声波测距

毕业设计遥控定时器及超声波测距

为整个系统提供稳定的电源,确保系统的 正常运行。
软件编程与实现
01
02
03
04
编程语言
根据所选择的微控制器 和无线通信模块,选择 相应的编程语言进行软 件编程。
定时器控制
编写程序实现定时器的 启动、停止和重置等功 能,确保定时器能够按 照预设时间准确运行。
无线通信协议
根据所选择的无线通信 模块,实现与遥控器的 通信协议,确保遥控器 能够正确控制定时器的 运行。
毕业设计遥控定时器 及超声波测距
• 引言 • 遥控定时器设计 • 超声波测距模块 • 整体系统集成与测试 • 结论与展望
目录
01
引言
研究背景
现代生活中,定时器和测距仪是常见的工具,广泛应用于家 庭、工业和科研领域。随着科技的发展,人们对定时器和测 距仪的功能和精度要求越来越高。
目前市场上的定时器和测距仪功能相对单一,无法满足一些 特定场合的需求。因此,开发一种具备遥控功能和超声波测 距的定时器具有很大的实用价值和应用前景。
程序流程
首先初始化传感器和控制板,然后不断循环发送10微秒的超声波脉 冲,并记录返回的时间,通过计算往返时间差来计算距离。
调试与测试
在实现基本功能后,需要进行多次测试和调试,以确保测距精度和稳 定性满足要求。
04
整体系统集成与测试
系统集成方案

毕业设计方案超声波测距仪的设计方案

毕业设计方案超声波测距仪的设计方案

摘要

本设计采用以AT89S58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。整个电路采用模块化设计,由主程序、预置子程序、发射子程序、接受子程序、显示子程序、语音播报子程序等模块组成。发射模块发射超声波,接受模块接受回波,单片机计算距离,显示测量结果。各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上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。

超声波测距今年来得到了广泛的应用。本设计的优点在于超声波明显特征是方向性好,穿透性强。尤其是在光不透明的固体中,它碰到杂质或分界面就有显著地反射。用超声波测距离时通过测量发射的超声波与接受到被测物体反射的回波之间的时间差来确定的。

关键词:AT89S51,超声波,测距

目录

第一章绪论1

1.1课题设计目的及意义1

1.1.1设计的目的1

1.1.2设计的意义1

1.2超声波测距仪的现状和发展1

1.2.1发展历史1

1.2.2 研究现状2

1.3本课题研究的主要内容3

第二章系统方案论证4

2.1超声波测距仪的设计思路4

2.1.1超声波测距原理4

2.1.2超声波测距仪原理框图4

2.1.3课题设计的要求4

2.2超声波测距方法的选择4

2.3超声波发生器选择6

2.4超声波接受传感器6

2.5显示单元选择6

2.6语音播报电路选择7

2.7温度传感器的选择7

第三章系统的硬件结构设计9

3.1 AT89S51单片机的功能及特点9

3.1.1主要性能参数9

3.1.2功能特性概述9

基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告

基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告

基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告

一、设计背景

超声波测距仪是一种常见的测距设备,它利用超声波的特性进行测距。在实际应用中,超声波测距仪被广泛应用于机器人、智能家居、车辆

安全等领域。本次设计的超声波测距仪基于stm32单片机,旨在实现简单、高效、精确的测距功能。

二、设计原理

超声波测距仪的测距原理是利用超声波在空气中传播的速度和时间差

来计算距离。具体来说,超声波发射器向目标物体发射超声波,当超

声波遇到目标物体时,会被反射回来,接收器接收到反射回来的超声波,并计算出超声波发射和接收的时间差,根据时间差和超声波在空

气中传播的速度,就可以计算出目标物体与超声波测距仪之间的距离。

三、硬件设计

本次设计的硬件主要包括超声波发射器、超声波接收器、stm32单片机、LCD显示屏和按键。其中,超声波发射器和接收器采用HC-SR04模块,stm32单片机采用STM32F103C8T6,LCD显示屏采用

1602A型号,按键采用矩阵按键。

超声波发射器和接收器的工作电压均为5V,超声波发射器发射的超声波频率为40kHz,超声波接收器接收到超声波后,会输出一个高电平

信号,输出信号的持续时间与超声波发射和接收的时间差成正比。

stm32单片机通过GPIO口控制超声波发射器的工作,同时通过外部

中断接收超声波接收器的输出信号,并计算出时间差。LCD显示屏用

于显示测距结果,矩阵按键用于控制测距仪的工作模式。

四、软件设计

本次设计的软件主要包括超声波发射和接收控制程序、测距计算程序、LCD显示程序和按键控制程序。

超声波发射和接收控制程序通过GPIO口控制超声波发射器的工作,

超声波测距系统毕业设计

超声波测距系统毕业设计

超声波测距系统毕业设计

超声波测距系统毕业设计

随着科技的不断发展,超声波测距系统在工业控制、安防监控、智能交通等领域得到了广泛应用。本文将介绍一个基于超声波原理的测距系统的毕业设计。

一、引言

超声波测距系统是一种利用超声波传感器测量距离的技术。它通过发射超声波信号并接收回波,根据声波的传播时间来计算出目标物体与传感器的距离。超声波测距系统具有测量精度高、反应速度快、适用范围广等优点,因此在许多领域得到了广泛应用。

二、设计目标

本毕业设计的目标是设计一个超声波测距系统,能够准确测量目标物体与传感器之间的距离,并能够实时显示测量结果。

三、系统硬件设计

1. 超声波传感器选择

在设计中,我们选择了一款性能稳定、测量范围广的超声波传感器。该传感器具有高频率、高精度的特点,能够满足我们的测量需求。

2. 控制电路设计

为了实现测距系统的功能,我们设计了一个控制电路。该电路能够控制超声波传感器的发射和接收,并将接收到的信号进行处理。通过微控制器的控制,我们能够实现对测距系统的操作和参数调节。

四、系统软件设计

1. 数据处理算法

在接收到超声波传感器的回波信号后,我们需要对信号进行处理,以得到准确的距离测量结果。我们采用了一种基于时间差的测量方法,通过计算声波传播时间和声速,可以得到目标物体与传感器之间的距离。

2. 显示界面设计

为了方便用户使用和观察测量结果,我们设计了一个显示界面。该界面能够实时显示测量结果,并提供一些操作选项,如单位切换、历史数据查看等功能。

五、系统测试与优化

在完成硬件和软件设计后,我们对系统进行了测试。通过与实际测量结果进行对比,我们发现系统的测量精度较高,能够满足设计要求。然而,在实际使用中,我们还发现了一些问题,如测量范围受限、环境干扰等。为了解决这些问题,我们对系统进行了优化,如增加滤波器、改进算法等。

超声波测距仪开题报告

超声波测距仪开题报告

附页:

1 研究背景

随着社会的发展,传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求,特别是像深井、管道、水利能源等特殊性质的测量,在此背景下便产生了非接触式的测量需求。无线测距仪是一种对距离进行检测的装置,采用非接触式的距离测量。超声波类型的非接触式测距方式具有受外界光及电磁场等因素的影响小、测量速度快、准确可靠,结构简单、成本低廉等优点,在小范围内的测量要求中得到了广泛的应用。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泛。

目前在国内外超声波测距方面的研究方向和水平各有不同,主要体现在对测距原理、超声波发射接收电路频率的选择,超声波信号处理方法和超声波测距处理器的选用上。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,利用超声波检测往往比较快捷、方便、计算简单、易于做到实时控制。研究可语音播报的无线测距仪将在工业控制、能源水利勘探方面发挥重大意义,具有极大的优势和广阔的前景。

2 内容要求

本文介绍的是一种以超声波作为传播媒介进行距离的测量,并具有语音播报和数字显示功能测距仪的设计。

该无线测距仪具体要求是由单片机组成控制电路和超声波发射接收电路为核心,有距离显示功能,并同时完成语音播报。探测距离0.25m—1.5m,测量分辨率

1cm,误差小于0.5%。

3 设计方案

3.1 系统框图

可语音播报的无线测距仪主要包括以下几个部分:电源、单片机控制模块、超

图 1 系统框图

3.2 系统原理

本设计系统方案为:由发射电路发出一个超声波信号,然后单片机控制模块开始计时,超声波发出后碰撞到被测量物体,产生反射,反射的超声波信号被超声波接收电路接收,接收模块将信号传送给单片机,单片机立即停止计时。发射电路发出超声波信号到接收电路接收到超声波信号会产生一个时间段,该时间段则为超声波传送的时间。单片机通过测量时间段来计算测量地到被测量地的距离,再把距离通过数码管显示以及语音播报出来即可。

超声波测距系统的设计——毕业设计

超声波测距系统的设计——毕业设计

安徽工业大学超声波测距系统的设计

摘要

单片微型计算机具有结构简单、控制功能强、重量轻等优点,在机械电子、航空航天、冶金采矿以及家用电器等许多领域都得到了广泛的应用,发挥了巨大的作用。超声波指向性强,能量耗损缓慢,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。利用超声波测距迅速、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,因此得到广泛应用。

超声技术是一门各行各业都要使用的通用技术,它是通过超声波产生、传播及接收的物理过程完成的。目前,超声波技术广泛应用于各个工业部门的超声探测、超声焊接、超声检测和超声医疗方面。基于单片机的超声波测距系统易实现,成本低,精确度高,并且容易做到实时控制,具备较强的实用性,可实现0.3—10米的测量。

关键词: 超声波传感器;单片机;测距

Abstract

Compared with other kinds of product, Single-Chip Microcomputer is simple, small, light and easily controlled. It is used extensively in mechanical electron, aerospace, metallurgical mining technology, electric home appliances and such a lot of fields, so Single-Chip Microcomputer has played huge role. Orientation of ultrasonic is very good. When ultrasonic travels through air, it can go farther and energy consume slowly. For those many advantages, ultrasonic is used in distance measurement. This distance measurement is quick, nice and advanced.

毕业设计超声波测距仪设计

毕业设计超声波测距仪设计

毕业设计超声波测距仪设计(以下内容仅供参考)

一、设计要求

1.设计一款超声波测距仪,最大测量距离为5米。

2.能够实现实时测量距离。

3.具有屏幕显示测距结果。

4.能够通过按键控制实现最大距离设置。

二、设计方案

1.硬件设计

2.软件设计

1.硬件设计

超声波测距仪主要由以下部分组成:

1)Arduino UNO开发板

Arduino UNO开发板是一款开源的硬件平台,基于ATmega328P单片机。可以通过编写软件来控制它,从而实现各种功能。在该设计中,我们使用Arduino UNO作为超声波测距仪的主控板。

2)超声波传感器

超声波传感器是超声波测距仪的核心部分。它通过发射和接收超声波,来测量被测物体和传感器间的距离。在该设计中,我们使用HC-SR04超声波传感器。

3)1602液晶显示屏

1602液晶显示屏是用于在超声波测距仪中显示测距结果的显示设备。

4)按键

按键用于设置最大距离。

5)发光二极管

发光二极管用于指示测量状态。

2.软件设计

超声波测距仪的软件设计主要包括以下三个部分:

1)超声波测距的程序设计

该部分主要负责调用超声波传感器进行距离测量,并返回测量结果。

2)LCD1602数字显示的程序设计

该部分主要负责在1602液晶显示屏上显示测量结果。

3)设置最大距离的程序设计

该部分主要负责通过按键设置最大距离。

三、系统实现

1.硬件实现

超声波传感器通过引脚连接到Arduino UNO的第8、9、10、11号IO口(分别

为Trig、Echo、Vcc、GND),1602液晶显示屏通过引脚连接到Arduino UNO的第12、13、6、7、5、4号IO口(分别为RS、EN、D4、D5、D6、D7),按键通过引脚连接到Arduino UNO的第3号IO口,发光二极管通过引脚连接到Arduino UNO的第2号

超声波测距仪设计论文毕业论文

超声波测距仪设计论文毕业论文

超声波测距仪设计论文毕

业论文

目录

前言.............................................. 错误!未定义书签。第一章超声波测距系统工作原理 (3)

第一节超声波概述 (3)

第二节超声波传感器简介 (4)

一、压电式超声波传感器 (4)

第三节超声波传感器原理 (6)

一、测距原理 (6)

二、超声波测量中盲区及近限和远限 (6)

三、提高测距仪的措施 (7)

第四节超声波测距仪系统设计 (8)

一、论文设计容 (8)

二、硬件设计容 (8)

第五节本章小结 (9)

第二章系统硬件设计 (10)

第一节电路原理设计 (10)

一、设计总体思路 (10)

第二节主要元器件介绍 (10)

一、单片机STC89C52 (10)

二、超声波传感器HC-SR04 (12)

三、显示电路LCD1602 (14)

四、按键电路 (21)

五、下载电路 (21)

第三节本章小结 (22)

第三章系统软件设计 (24)

第一节软件设计总体方案 (24)

一、主程序设计总体思路 (24)

二、测距子程序软件设计 (25)

三、显示程序设计 (26)

四、按键程序设计 (28)

第二节本章小结 (30)

第四章超声波测距的误差分析 (31)

第一节超声波测距测量结果 (31)

一、测量结果 (31)

二、误差分析 (31)

第二节本章小结 (33)

结论.............................................. 错误!未定义书签。致谢.............................................. 错误!未定义书签。参考文献.. (34)

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毕业设计

毕业设计题目:超声波测距仪的设计

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专业班级:

指导教师姓名及职称:

起止时间:

摘要

现代的社会已经进入了飞速发展的阶段,人们在各个领域对测距仪的应用,有越来越广泛的需求。针对愈发广泛的应用需求,设计一种经济实用﹑准确度高﹑响应灵敏的测距仪很有必要,而本文设计的超声波测距仪恰好满足以上要求。

由于超声波具有指向性强和传送距离远等优点,人们很容易利用超声波制成测距仪。为了实现测距功能,本设计以AT89S51芯片为核心,再结合4位一体共阴LED数码管、超声波传感器模块和12.0M晶振等器件。系统里包括了单片机系统,LED显示电路,复位电路以及超声波发射接收电路。

关键词超声波测距仪 AT89S51芯片

Abstract

Modern society, has entered a stage of rapid development. Application of range finder in many fields , has a growing demand. In order to meet the increasing demands , it is necessary to design an economical range finder, which has a high accuracy and a sensitive response. The ultrasonic range finder designed in this thesis just satisfies the above requirements.

Because of good directivity and long transmission of ultrasonic, it is easy to fabricate an range finder by ultrasonic. In order to achieve the function of measuring distance , ultrasonic range finder is designed with AT89S51 chip as the core. It also contains four in one common cathode LED digital tube, ultrasonic sensor module, and 12.0M crystal . The ultrasonic range finder is made up ofa single-chip system, LED display circuit, reset circuit, and an ultrasonic transmitting and receiving circuits. Key words:Ultrasonic Range finder AT89S51 chip

目录

第1章绪论 (1)

1.1设计的背景 (1)

1.2设计的意义 (1)

第2章超声波测距原理 (2)

2.1 超声波简介 (2)

2.2 超声波测距原理 (2)

2.3 超声波传感器 (3)

第3章方案论证 (4)

3.1 设计思路 (4)

3.2 系统结构设计 (5)

第4章主要元件介绍 (6)

4.1单片机AT89S51 (6)

4.1.1 AT89S51简介 (6)

4.1.2 AT89S51的主要性能特点 (6)

4.1.3 管脚说明 (7)

4.2超声波传感器HC-SR04 (8)

4.2.1端口介绍 (8)

4.2.2主要技术参数 (8)

4.2.3基本工作原理 (8)

4.2.4超声波时序图 (9)

4.2.5模块线路图 (10)

4.2.6最远探测距离调节 (11)

4.3 74HC573器件 (11)

4.3.1定义 (11)

4.3.2原理说明: (12)

第5章硬件电路设计 (13)

5.1电源电路: (13)

5.2复位电路: (13)

5.3显示电路: (14)

5.4超声波传感器电路 (14)

第6章系统误差分析 (15)

6.1 误差分析的先决条件 (15)

6.2误差分析表 (15)

6.3误差分析 (16)

6.4误差分析总结 (17)

第7章总结 (18)

参考文献 (18)

致谢 (20)

附录1 整体电路图 (20)

附录2 测量现场图 (21)

附录3 程序清单 (22)

第1章绪论

1.1设计的背景

如今,社会的发展不断带动了人们对测量长度或距离需求的提高。以前传统的测距方法在许多场合已不能满足人们愈发广泛的应用需求,比如是在管道长度﹑井深﹑液位等场合的测量。特别是在要求实时测距的情况下,传统的测距方法不能完成测量任务。在此背景下便产生了非接触式的测量需求。

采取非接触式对距离进行测量的工具,最可靠便捷的是无线测距仪。目前,超声波测距,微波雷达测距和激光测距三种测距方式是现在通过波的形式进行测距的主要技术。其中,雷达测距仪和激光测距仪的制作难度较高,造价高昂,很难普及到普通人们的日常应用,并且在使用过程中有其局限性,如激光易受外界光影响,微波雷达易受电磁场影响。而超声波测距仪具因其受外界影响较小,测量速度快,制作简单,造价低廉,准确可靠等优点,被越来越多的人使用。

目前,国内外超声波测距方面的研究水平和方向各有不同,某些方面已取得一定应用,能精确地测量距离,如管道长度﹑井深﹑液位等场合。但超声波测距仪有与其它系统工具组合应用的发展方向,比如现在已被广泛使用的可语音播报的汽车倒车雷达,有自动避障行走功能的机器人等。所以超声波测距仪未来在各个领域的发展空间很大,发挥越来越重要的作用,满足愈发广泛的应用需求。

1.2设计的意义

目前,随着我国城市化进程不断加快,城市规模扩大,城市人口数量激增,城市给排水系统压力越来越大。更加上历史原因以及种种不可忽视的原因,比如拆迁问题,排水系统建设往往跟不上城市建设的脚步。每当暴雨来袭,新闻里总会看到街道积水,给市民的生活带来极大的不便。因此,对排水系统中重要一环的箱涵进行排污疏通治理必不可少。

由于人们的环保意识不足,随地乱扔垃圾的现象经常出现,所以容易导致排水系统箱涵内积累大量杂物,在加上箱涵的容积较小,人们不能亲自清理。所以人们选择了机器人这科技产物,对箱涵进行疏通清理。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统,保证机器人在箱涵自由排污疏通,是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分,控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制[1]。

从上面的例子可看出,超声波测距仪的设计意义在与结合生活实际设计出简便实用超声波测距仪,为人类服务。

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