基于8051单片机的超声波发生器设计方案 - 控制_MCU - 电子发烧友网
基于单片机控制的超声波发生器驱动电源的研究的开题报告
基于单片机控制的超声波发生器驱动电源的研究的开题报告一、研究背景：随着科学技术的不断发展，人们对于超声波的应用也越来越广泛。
超声波发生器是一种重要的设备，在多个领域都有着广泛的应用，如医疗、工业、生物等领域。
在超声波发生器中，驱动电源是关键的部分之一。
传统的超声波发生器驱动电源一般使用直流稳压电源，其输出电压和电流经过稳定后，可以对超声波晶振进行驱动。
但是，这种驱动电源存在一些问题，比如体积较大、功耗较高等。
为了解决以上问题，本研究拟采用单片机控制的驱动电源，能够更加灵活地控制输出电压和电流，同时具有体积小、功耗低、噪声小等优点。
因此，本研究旨在设计一种基于单片机控制的超声波发生器驱动电源，提高超声波发生器的性能和稳定性。
二、研究内容：本研究的主要内容包括：1. 规划电路设计方案，选择合适的元器件，并进行电路设计和仿真测试；2. 设计单片机控制程序，实现对输出电压和电流的控制；3. 制作电路板，并进行实验测试，验证电路设计的正确性和可行性；4. 对实验数据进行分析和处理，评估设计方案的性能和稳定性。
三、研究方法：本研究采用以下方法：1. 理论研究方法：通过查阅相关文献，了解超声波发生器的结构和工作原理，分析驱动电源的设计需求和性能指标。
2. 实验研究方法：采用电路设计和实验测试相结合的方法，完成电路板的制作和实验测试，验证驱动电源的性能和稳定性。
3. 数学统计方法：对实验数据进行处理和分析，评估电路设计方案的性能和可行性。
四、研究意义：本研究的意义主要体现在以下方面：1. 提高超声波发生器的性能和稳定性，使其在医疗、工业、生物等领域的应用更加广泛；2. 探索单片机控制的驱动电源的设计方法，为类似应用领域的电路设计提供参考；3. 对电路设计和实验测试方法进行总结和归纳，为后续类似研究提供借鉴。
基于 C8051F340 的超声避障机器人设计
基于C8051F340的超声避障机器人设计曾军,吴长雷,李东,黄华∗（四川大学电气信息学院，四川成都 610065）摘要：智能移动机器人是当前机器人研究的一个重要领域，具有广阔的应用潜力。
以C8051F340单片机为核心,设计了一种基于超声测距的智能避障机器人，介绍了系统软硬件电路的设计与实现,设计了由舵机和超声波传感器构成的测距模块。
在不影响机器人避障的情况下，有效的减少了传感器数量，简化了硬件电路。
实验结果表明模糊控制算法对环境有很大的适应性，能够实现机器人的自主避障。
关键字：C8051F340；超声传感器；避障；机器人中图分类号：TP242 文献标志码：AThe design of robot’s obstacle avoidance based on C8051F340Zeng Jun Wu Changlei Li Dong Huang Hua(School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University, Chengdu, 610065, Sichuan , china) Abstract：One of the most important robot research fields is the intelligent mobile robot which has capacious potential of application. This paper raises a design of the wheeled intelligent mobile robot based on ultrasonic measurement, and takes C8051F340 as the core of controller. It introduces the design of hardware and software, designs the ultrasonic measurement which is compose of steering motor and ultrasonic sensor. It can reduce the number of sensor and the complexity of hardware on the condition that it doesn’t have the impact on the obstacle avoidance of robot. The experiment result indicates that the application of fuzzy algorithm has the very largely compatibility to the environment, the design can realize the robot’s obstacle avoidance. Keywords：C8051F340; ultrasonic sensor; obstacle avoidance; robot1 引言上世纪90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标志，开展了以智能移动机器人为代表的更高层次的研究，成为目前机器人研究领域的热点之一。
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。
基于单片机控制的超声波测距系统的设计
基于单片机控制的超声波测距系统的设计一、概述。
超声波测距技术是一种广泛应用的测距技术，它能够非常精确地测量物体到传感器的距离。
本文介绍的基于单片机控制的超声波测距系统主要由控制模块、信号处理模块和驱动模块三部分组成。
其中，控制模块主要实现超声波信号的发射与接收，信号处理模块主要实现对测量结果的处理和计算，驱动模块主要实现对LED灯的控制。
二、硬件设计。
1.超声波发射模块：采用 SR04 超声波发射传感器，并通过单片机的PWM 输出控制 SR04 的 trig 引脚实现超声波信号的发射。
2.超声波接收模块：采用SR04超声波接收传感器，通过单片机的外部中断实现对超声波信号的接收。
3.控制模块：采用STM32F103单片机，通过PWM输出控制超声波发射信号，并通过外部中断接收超声波接收信号。
4.信号处理模块：采用MAX232接口芯片，将单片机的串口输出转换成RS232信号，通过串口与上位机进行通信实现测量结果的处理和计算。
5.驱动模块：采用LED灯，通过单片机的GPIO输出控制LED灯的亮灭。
三、软件设计。
1.控制模块：编写程序实现超声波信号的发射与接收。
其中，超声波发射信号的周期为 10us，超声波接收信号的周期为 25ms。
超声波接收信号的处理过程如下：（1）当 trig 引脚置高时，等待 10us。
（2）当 trig 引脚置低时，等待 echo 引脚为高电平，即等待超声波信号的回波。
（3）当 echo 引脚为高电平时，开始计时，直到 echo 引脚为低电平时，停止计时。
（4）根据计时结果计算物体到传感器的距离，将结果通过串口输出。
2.信号处理模块：编写程序实现接收计算结果，并将结果通过串口与上位机进行通信。
具体步骤如下：（1）等待串口接收数据。
（2）当接收到数据时，将数据转换成浮点数格式。
（3）根据测量结果控制LED灯的亮灭。
以上就是基于单片机控制的超声波测距系统的设计。
该系统能够通过精确测量物体到传感器的距离并对测量结果进行处理和计算，能够广泛应用于各种实际场合。
基于8051单片机的波形发生器设计
基于8051单片机的波形发生器设计摘要：波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。
本系统是基于A T89C51单片机的数字式低频信号发生器，采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和8位数码管等。
通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等，同时用数码管显示其对应的频率。
介绍DAC 0832数模转换器的结构原理和使用方法，A T89C51的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。
文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路原理和软件编程原理，其设计简单、性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。
关键词：AT89C51，DAC0832，LM324一引言波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。
目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件设计而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形，而且这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。
在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源，而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大。
大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度也难以保证。
体积大，漏电，损耗显著更是致命的弱点。
二功能分析和方案论证与比较依据不同的设计要求选取不同的设计方案，波形发生器的具体指标要求也有所不同。
通常，波形发生器需要实现的波形有正弦波、方波、三角波和锯齿波，有些场合可能还需要任意波形的产生。
各种波形指标有：波形的频率、幅度要求，频率稳定度，准确度等。
对于不同波形，具体的指标要求也会有所差异，例如，占空比是脉冲波形特有的指标。
波形发生器的设计方案多种多样，大致可以分为三大类：纯硬件设计法、纯软件设计法和软硬件结合设计法。
基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计
基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计超声波测距系统是一种常见的非接触式测距技术，通过发送超声波信号并测量信号的回波时间来计算距离。
本文将介绍基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计。
首先，我们需要明确设计的目标。
本设计旨在通过51单片机实现一个精确、稳定的超声波测距系统。
具体而言，我们需要实现以下功能：1.发送超声波信号：通过51单片机的IO口控制超声波发射器，发送一定频率和波形的超声波信号。
2.接收回波信号：通过51单片机的IO口连接超声波接收器，接收并放大返回的超声波信号。
3.信号处理：根据回波信号的时间延迟计算出距离，并在显示器上显示出来。
4.稳定性和精确性：设计系统时需考虑测量过程中误差的影响，并通过合适的算法和校准方法提高系统的稳定性和精确性。
接下来，我们需要选择合适的硬件和软件配合51单片机实现上述功能。
硬件方面：1.51单片机：选择一款性能稳定、易于编程的51单片机，如STC89C522.超声波模块：选择一款合适的超声波传感器模块，常见的有HC-SR04、JSN-SR04T等。
模块一般包括发射器和接收器，具有较好的测距性能。
3.显示设备：选择合适的显示设备，如7段LED数码管或LCD显示屏，用于显示测距结果。
软件方面：1.C语言编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波测距系统的各项功能。
2.串口通信：通过串口与上位机进行通信，可以对系统进行监控和远程控制。
3.算法设计：选择合适的算法计算超声波回波时间延迟，并根据时间延迟计算距离值。
在设计过程中，我们需要进行以下步骤：1.硬件连接：按照超声波模块的说明书，将模块的发射器和接收器通过杜邦线与51单片机的IO口连接。
2.软件编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波模块的控制、信号接收和处理、距离计算等功能。
3.系统测试：进行系统的功能测试和性能测试，验证系统的可靠性和准确性，同时调试系统中出现的问题。
4.系统优化：根据测试结果，对系统进行优化，提高系统的稳定性和精确性。
基于8051单片机的超声波发生器设计方案
基于8051单片机的超声波发生器设计方案本设计的超声波发生器是利用单片机生成初始信号，然后经过一系列处理电路的作用后生成用来杀灭水蚤的超声波，成本低、效果好，可以在农业上加以采用。
在此对3 个模块进行设计：(1)信号发生模块。
12 MHz 的8051 单片机硬件连接及其程序设计。
(2)信号处理模块。
驱动电路设计(CD4069 非门集成芯片);倍频电路设计(S9014 或ECGl08 三极管、104 普通电容、11 257.9 nH 自制电感、1 kΩ 电阻);整波电路设计(CD4069 非门集成芯片);和频电路设计(CD4081 与门集成芯片);选频电路设计(S9014 或ECGl08 三极管、104 普通电容、112.58 nH 自制电感、1 kΩ电阻)。
(3)信号检测模块、数字示波器的连接。
在上述研究基础上，设计一台超声波发生器样机，其技术指标如下：输入电压：220 VAC(50 Hz);开关频率：1.5～1.8 MHz;最大的输出功率：500 W;功率范围：50～500 W。
1 信号发生模块的设计选取一个8051 单片机芯片，将晶振电路、复位电路、电源电路连接到单片机相应的引脚上组成单片机的最小系统。
利用单片机的中断资源和I/O 口资源进行相应连接并进行程序编辑：用P3.2 口控制初始信号的发射与否，用P0.O 口、P0.1 口发射初始信号，如2 信号处理模块的设计2.1 驱动电路的设计如果将两列波(0.03 MHz)直接从单片机的输出口PO.O 和P0.1 输出接入后面的5 倍频电路，可能会由于电流小而不能驱动倍频电路。
从这点来考虑就。
基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计
摘要随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。
但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统尤为重要。
汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。
它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。
关键词：单片机；倒车；测距仪ABSTRACTWith the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important.Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety.Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder目录第1章绪论 (2)1.1 课题研究的意义和背景 (2)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述 (3)1.4研究内容及论文的安排 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 设计方框图 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)第3章系统硬件各主电路设计 (6)3.1 超声波的介绍 (6)3.2 超声波测距原理 (7)3.3超声波发射电路设计 (8)3.4 超声波接收电路设计 (9)3.5 HC-SR04超声波测距模块 (10)3.6 显示模块设计 (13)3.7 报警电路设计 (14)3.8单片机控制电路设计 (15)第4章系统的软件设计 (16)4.1 系统的主程序设计 (16)4.2 系统的子程序设计 (19)第5章结论 (20)致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于51单片机超声波测距报警系统课程设计
基于51单片机超声波测距报警系统课程设计一、引言超声波测距技术是一种常见的非接触式测距技术，具有测距范围广、精度高等优点。
在日常生活中，超声波测距技术被广泛应用于车辆倒车雷达、智能家居中的人体感应等领域。
本文将介绍基于51单片机的超声波测距报警系统的课程设计。
二、设计思路本课程设计主要分为硬件设计和软件设计两部分。
硬件部分主要包括超声波模块、LCD显示屏、蜂鸣器等模块的连接和电路设计；软件部分主要包括51单片机程序设计及LCD显示程序编写。
三、硬件设计1. 超声波模块连接超声波模块是实现测距功能的核心部件。
在本课程设计中，我们采用HC-SR04型号的超声波模块。
该模块需要连接到51单片机上，具体连接方式如下：- 将VCC引脚连接到51单片机上的5V电源；- 将GND引脚连接到51单片机上的GND；- 将Trig引脚连接到P2.0口；- 将Echo引脚连接到P2.1口。
2. LCD显示屏连接LCD显示屏用于显示测距结果和报警信息。
在本课程设计中，我们采用1602型号的LCD显示屏。
该模块需要连接到51单片机上，具体连接方式如下：- 将VSS引脚连接到51单片机上的GND；- 将VDD引脚连接到51单片机上的5V电源；- 将VO引脚连接到一个10K电位器，再将电位器两端分别接到GND 和5V电源；- 将RS引脚连接到P1.0口；- 将RW引脚连接到P1.1口；- 将EN引脚连接到P1.2口；- 将D4-D7引脚分别连接到P0口的高四位。
3. 蜂鸣器连接蜂鸣器用于报警。
在本课程设计中，我们采用被动式蜂鸣器。
该模块需要连接到51单片机上，具体连接方式如下：- 将正极引脚（一般为长针）连接到51单片机上的P3.7口；- 将负极引脚（一般为短针）连接到51单片机上的GND。
四、软件设计1. 51单片机程序设计在本课程设计中，我们采用Keil C51作为编程工具，使用C语言编写程序。
主要程序流程如下：- 定义超声波模块的Trig和Echo引脚；- 定义LCD显示屏的RS、RW、EN和D4-D7引脚；- 定义蜂鸣器的引脚；- 定义变量存储测距结果和报警状态；- 初始化LCD显示屏、超声波模块等模块；- 循环执行以下操作：- 发送超声波信号并计算回波时间，从而得到距离值；- 根据距离值判断是否需要报警，并控制蜂鸣器发出报警声音；- 将测距结果和报警状态显示在LCD显示屏上。
基于单片机的超声波设计_任务书
毕业设计任务书学生姓名XXX专业电子信息工程班级XXXX 课题名称基于51单片机的超声波测距系统的设计与实现设计主要内容超声波测距设计可应用于汽车倒车、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、物体厚度等的测量，本课题设计的超声波测距要求其测量范围为：2-400CM，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。
设计要求及主要技术指标1) 画出超声波测距的硬件原理图。
2) 编写单片机程序，以及实物调试。
3)测量范围：2CM-700CM，精度为1CM。
4) LCD1602液晶直读显示距离，报警距离值用按键设定。
5) 当前距离低于设定报警距离时，蜂鸣器报警。
设计预期目标及成果预期目标：有实际的设计电路，实现上述功能或部分功能。
成果形式：实际电路板。
进度安排分阶段的起止日期与工作内容：（共 13 周）1.第1周：明确设计任务与要求，查阅、收集资料，补充相关软件知识，撰写开题报告2.第2周：总体设计构思，确定设计总框图、分框图和总体结构，熟悉软件。
3.第3~6周：按内容要求设计，硬件设施搭建、软件编程（每周一检查进度）4.第7~9周：按内容要求继续设计，软件编程（每周一检查进度）5.第10~12周：软硬件综合调试。
6.第13周：整理设计论文，准备答辩。
主要参考文献[1] 张毅坤. 单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998[2] 余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社[3]苏家健. 单片机原理及应用技术.高等教育出版社，2004.11[4] 周航慈. 单片机程序设计基础. 北京航空航天大学出版社，2003.07[5]李仁发、肖玲、吴强.数字逻辑设计（第四版）. 人民邮电出版社，2006.05[6] 51单片机学习网/[7] 单片机学习网/[8]《单片机C语言应用程序设计》第四版，马忠梅主编，北京航空航天大学出版社[9]《单片机开发与典型工程项目实例详解》，边海龙、孙永奎编著，电子工业出版社[10]《51单片机C语言教程----入门、提高、开发、拓展全攻略》，郭天祥编著，电子工业出版社[11] 华光，陈大钦. 电子技术基础. 第四版. 北京：高等教育出版社，1999. 1～15[12] 张延庆，张开华，朱兆宗. 半导体集成电路. 上海：上海科学技术出版社，1986.[13][匈]M ·赫彼. 模拟集成电路. 北京：高等教育出版社，1984.[14]J.A.CONNELLEY. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS. JOHN WILEY &SONS[15]康华光. 电子技术基础数字部分. 北京：高等教育出版社，1980.[16] [日]井上伸熊. 数字信号处理的应用. 北京：科学出版社，1991.[17]陈大钦主编《电子技术基础实验》高等教育出版社2004年[18]陈梓城主编《电子技术实训》机械工业出版社2003年[19]吴黎明主编《单片机原理及应用技术》科学出版社2003年[20]李学海主编标准80C51单片机基础教程》北京航空航天大学出版社2006年[21]刘乐善主编《微型计算机接口技术及应用》华中科技大学出版社2004年[22] D.ROY CHOUDHURY，S.B.JAIN. LINEAR INTEGRATED CIRCUITS. JOHN WILEY & SONS，1975.G.B. STRINGFELLOW AND M.G. CRAFORD, “HIGH BRIGHTNESS LIGHT EMITTING DIODES”, SEMICONDUCTORS AND SEMI-METALS VOL. 48,ACADEMIC PRESS, 1997指导教师年月日签章专业毕业设计小组审年月日查意见备注说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经专业毕业设计小组审查后生效。
用51单片机设计超声波测距系统的设计原理及电路(附源程序)
基于51单片机的超声波测距仪说明书引言超声波测距仪，可应用于汽车倒车、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。
利用超声波指向性强，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迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。
一、性能要求该超声波测距仪，要求测量范围在0.08-3.00m，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。
二、工作原理及方案论证超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
用超声波传感器产生超声波和接收超声波，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
根据要求并综合各方面因素，采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距仪的系统框图如下图所示：图1 超声波测距仪系统设计框图三、系统硬件部分硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。
1.单片机系统及显示电路单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。
单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送，然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。
基于MCS51系列单片机的超声波多普勒测速设计
摘要在速度测量领域，利用多普勒效应的设计不在少数。
其中，多以激光多普勒测速设计或装置为主，激光以其高强度、频率单一、不易受到干扰等良好的性质受到众多多普勒测速设计者的青睐，以激光为波源做成的装置具有测速范围广(4×10~(-5)～10~4米/秒)、空间分辨率高、动态响应快等优点。
但是，这种装置一般而言价格比较昂贵，在许多测量精度要求不那么严格的地方的应用受到了很大的限制。
因此，我们设计了以超声波作为波源结合单片机用以数据处理的方案，再加上其他一些必要的电子电路，可以把整个装置集成到一块PCB板上，以电池供电。
这样便解决了价格问题，提高了性价比，同时携带方便，测量精度亦在可以接受的范围内。
关键词：多普勒效应；超声波；单片机；混频放大；差频测量；模数转换；滤波整形基于单片机的超声波多普勒测速设计1前言1.1多普勒效应多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，在运动的波源后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低，波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度，恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度，这种现象称为多普勒效应。
测速的公式简介。
多普勒效应是本设计的理论依据，深入的考虑，可基于超声波多普勒效应推导出移动物体的速度，具体公式如下：（1）当波源静止，观察者运动时f=[(u+Vr)/u]f0 ①（2）当波源运动，观察着静止时f=[u/(u-Vs)]f0 ②（3）当两者同时运动时f=[(u+Vr)/(u-Vs)]f0 ③由于超声波的发生器和接收器是集中在一起的，所以当运动物体反射超声波时，应该把运动物体当做波源，而把超声波接收器作为观察者。
这样，就可以结合上述公式求出运动物体的速度与多普勒频移之间的关系，如下：（1）当波源静止，观察者运动时Vr=[(f0-f’)/(f0+f’)]u ④（2）当波源运动，观察者静止时Vs=[(f0-f’)/(f0+f’)]u ⑤（3）当两者相对运动时Vr={[(f’-f0)u2-(f’+f0)Vs]/[(f’+f0)u+(f0-f’)Vs]}u ⑥其中第⑤式的情况在实际情况中不会出现，但是注意到两者相对运动时的第⑥式中出现了波源的运动速度Vs，这时就需要用第⑤式先求出波源的运动速度，进而求出物体的运动速度。
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。
基于51单片机的超声波测距系统设计
基于51单片机的超声波测距系统设计超声波测距系统在工业自动化、智能机器人等领域有着广泛的应用。
本文将介绍一种基于51单片机的超声波测距系统设计，包括硬件设计和软件设计两个方面。
1.硬件设计硬件设计是超声波测距系统设计的基础，下面是一些主要的硬件设计要点。
（1）传感器模块：选择适合的超声波传感器模块作为测距传感器。
传感器模块一般包括一个超声波发射器和一个超声波接收器。
通过发送超声波脉冲，并测量收到的回波时间来计算距离。
（2）51单片机：选择一款适合的51单片机作为主控芯片。
常用的型号有AT89S51、AT89C52等。
51单片机具有丰富的外设资源，且易于编程。
（3）显示模块：可以选择常见的数码管、液晶显示屏等显示模块来显示测距结果。
（4）电源模块：设计稳定、可靠的电源模块，为系统提供电源供电。
2.软件设计软件设计是实现超声波测距系统的关键，下面是一些主要的软件设计要点。
（1）超声波发射与接收：通过51单片机的IO口驱动超声波传感器模块进行发射与接收。
超声波发射一般只需要发送一个脉冲，而超声波接收则需要采集到回波信号，可以使用定时器或外部中断来实现信号的接收。
（2）测距算法：根据超声波发射和接收的时间间隔，可以通过测距算法来计算出距离。
最常用的测距算法是利用声速的速度和回波时间的一半来计算距离。
（3）数据处理与显示：将测得的距离数据进行处理，并使用显示模块将结果显示出来。
可以选择合适的数码管显示驱动方式或液晶显示屏驱动方式。
（4）系统控制：根据实际需求，可以对系统进行控制，如设置报警阈值，当距离超出阈值时发出报警信号。
3.系统功能与扩展超声波测距系统设计完成后，可以加入一些额外的功能与扩展，以提高系统的实用性和性能。
（1）多点测距：可以设计多个传感器模块，实现多点测距功能，适用于复杂的环境。
（2）数据存储与通信：可以将测得的距离数据存储到外部存储器，如EEPROM或SD卡，并通过串口通信或无线通信方式将数据传输到上位机进行进一步处理。
基于51单片机超声波测距仪设计
基于51单片机超声波测距仪设计超声波测距仪是一种应用较为广泛的测量设备，可以用于测量物体与超声波传感器之间的距离。
本文将基于51单片机设计一个简单的超声波测距仪，并介绍其原理、硬件电路和程序设计。
一、原理介绍：超声波测距仪的工作原理是利用超声波传感器发射超声波，并接收其反射回来的波，通过计算发射和接收之间的时间差，从而确定物体与传感器之间的距离。
超声波的传播速度在空气中近似为331.4m/s，根据速度与时间关系，可以通过测量时间来计算距离。
二、硬件电路设计：1.超声波模块：选用一个常见的超声波模块，包括超声波发射器和接收器。
2.51单片机：使用51单片机作为控制器，负责控制超声波模块和处理测距数据。
3.LCD显示屏：连接一个LCD显示屏，用于显示测距结果。
4.连接电路：将超声波发射器和接收器分别连接到单片机的引脚，将LCD显示屏连接到单片机的相应引脚。
三、程序设计：1.初始化：包括初始化单片机的GPIO引脚、定时器以及其他必要的设置。
2.发送信号：发射一个超声波信号，通过超声波模块的引脚控制。
此时，启动定时器开始计时。
3.接收信号：当接收到超声波的反射信号时，停止定时器，记录计时的时间差。
根据超声波传播速度，可以计算出距离。
4.显示结果：将测得的距离数据显示在LCD显示屏上。
四、实现效果：通过以上设计，可以实现一个简单的超声波测距仪。
在实际应用中，可以根据需求扩展功能，例如增加报警功能、计算速度等。
总结：本文基于51单片机设计了一个超声波测距仪，包括硬件电路设计和程序设计。
通过该设备可以实现对物体与超声波传感器之间的距离进行测量，并将结果显示在LCD显示屏上。
该设计只是一个基本的框架，可以根据需要进行进一步的改进和优化。
基于51单片机波形发生器课程设计
基于51单片机波形发生器课程设计1. 引言波形发生器是电子技术领域中常用的仪器设备，用于产生各种不同形状的电信号波形。
在电子电路实验和测试中，波形发生器能够提供不同频率、幅度和相位的信号，用于测试和验证电路的性能。
本篇文章将介绍一个基于51单片机的波形发生器设计。
通过使用51单片机，我们可以实现一个简单但功能强大的波形发生器，并通过编程控制实现不同类型的波形输出。
2. 硬件设计2.1 51单片机51单片机是一种常见的8位微控制器，具有低功耗、高性能和广泛应用等特点。
在本设计中，我们选择使用51单片机作为主控芯片。
2.2 数模转换芯片为了将数字信号转换为模拟信号输出，我们需要使用一个数模转换芯片。
在本设计中，我们选择使用DAC0800芯片作为数模转换器。
2.3 操作面板为了方便用户操作和设置参数，我们设计了一个操作面板。
该面板包括按键、旋钮和显示屏等组件，用户可以通过操作面板来控制波形发生器的参数和功能。
2.4 输出接口为了将模拟信号输出到外部设备，我们设计了一个输出接口。
该接口可以连接到示波器或其他测试仪器，以便观察和测量输出信号。
3. 软件设计3.1 程序框架波形发生器的软件设计主要包括初始化设置、参数调整和波形生成等功能。
我们可以使用C语言编程，在51单片机上实现这些功能。
以下是程序框架的伪代码：void main(){初始化设置();while(1){获取用户输入();参数调整();波形生成();}}3.2 初始化设置在初始化设置阶段，我们需要对51单片机和数模转换芯片进行初始化配置。
这包括设置时钟频率、IO口方向、数模转换精度等。
以下是初始化设置的伪代码：void 初始化设置(){设置时钟频率();配置IO口方向();配置数模转换精度();}3.3 参数调整在参数调整阶段，用户可以通过操作面板来调整波形发生器的参数。
这包括选择波形类型、设定频率和幅度等。
以下是参数调整的伪代码：void 参数调整(){获取用户输入();if(用户选择了波形类型){设置波形类型();}if(用户设定了频率){设置频率();}if(用户设定了幅度){设置幅度();}3.4 波形生成在波形生成阶段，根据用户设定的参数，我们可以通过数模转换芯片来生成相应的波形信号。
用51单片机设计超声波测距系统的设计原理及电路(附源程序)
基于51单片机的超声波测距仪说明书引言超声波测距仪，可应用于汽车倒车、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。
利用超声波指向性强，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迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。
一、性能要求该超声波测距仪，要求测量范围在0.08-3.00m，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。
二、工作原理及方案论证超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
用超声波传感器产生超声波和接收超声波，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
根据要求并综合各方面因素，采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距仪的系统框图如下图所示：图1 超声波测距仪系统设计框图三、系统硬件部分硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。
1.单片机系统及显示电路单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。
单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送，然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。
基于51单片机超声波测距仪设计
个性化实验基于51单片机超声波测距器设计摘要传统地测距方法存在不可克服地缺陷.例如，液面测量就是一种距离测量，传统地电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲来检测液面，电极由于长期浸泡于水中或其他液体中，利用超声波测量距离就可以解决这些问题，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防范等领域得到了广泛地应用.本设计以STC89C52单片机为核心控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收地往返时间，从而得到实测距离.并且在数据处理中采用了温度补偿对声速进行调整，用1602液晶显示速度和测量距离.整个硬件电路有超声波电路、电源电路、显示电路等组成.个探头地信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距器地功能.在此基础上设计了系统地总体方案，最后通过硬件和软件实现了测距功能.此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点，即过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车，建筑施工工地以及一些工业现场地位置监控.关键词：STC89C52；超声波；温度补偿；测距目录绪论 (3)设计目地和意义 (3)设计任务和要求 (3)系统方案设计 (4)设计原理 (4)设计框图 (5)主要元器件介绍 (5)STC89C52 (5)LCD1602液晶显示器 (6)HC-SR04超声波模块 (8)DS18B20温度传感器 (9)系统硬件结构设计 (10)单片机电路 (10)LCD显示电路 (11)温度补偿电路 (11)电源电路 (12)系统软件设计 (12)主程序流程 (12)测距流程图 (13)测试 (14)测试结果 (14)误差分析 (15)总结 (15)附录 (17)整体电路图 (17)PCB布线图 (18)实物图 ......................................................................................................错误!未定义书签。