超声波测距仪毕业设计论文

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超声波测距仪毕业论文

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。

表1-1 超声波波速与温度的关系表1.2.2 超声波测距仪原理框图如下图单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED显示。

超声测距毕业论文

超声测距毕业论文超声测距技术在近年来得到了广泛的应用和研究，其在工业、医疗、交通等领域都有着重要的作用。

本文将从超声测距技术的原理、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。

一、超声测距技术的原理超声测距技术是利用超声波在介质中传播的特性来实现距离测量。

其原理是通过发射超声波信号并接收回波信号，根据信号的时间差来计算出被测物体与测量仪器之间的距离。

超声波在空气中的传播速度约为340米/秒，而在固体、液体等介质中的传播速度则有所不同，因此可以根据超声波的传播时间来计算距离。

二、超声测距技术的应用1. 工业领域超声测距技术在工业领域中有着广泛的应用。

例如，在物流仓储中，可以利用超声测距技术来实现货物的自动堆垛和搬运。

此外，在制造业中，超声测距技术也可以用于机器人的定位和导航，提高生产效率和产品质量。

2. 医疗领域超声测距技术在医疗领域中有着重要的应用。

例如，超声测距技术可以用于医学影像的获取，如超声心动图和超声造影。

此外，超声测距技术还可以用于医疗器械的导航和定位，如手术导航系统和超声引导下的穿刺操作。

3. 交通领域超声测距技术在交通领域中也有着广泛的应用。

例如，在停车场中，可以利用超声测距技术来实现车位的自动检测和导航，提高停车效率。

此外，超声测距技术还可以用于智能交通系统中的车辆检测和跟踪，提高交通安全性和交通流畅度。

三、超声测距技术的未来发展方向随着科技的不断进步，超声测距技术也在不断发展和创新。

未来，超声测距技术有望在以下方面取得更大的突破和应用。

1. 精度提升目前的超声测距技术已经可以实现较高的测量精度，但仍有进一步提升的空间。

未来，可以通过改进传感器设计、优化信号处理算法等方式来提高测量精度，满足更高精度要求的应用场景。

2. 多功能化除了测距功能外，超声测距技术还可以结合其他传感技术实现更多功能。

例如，可以结合温度传感器实现温度测量，结合气体传感器实现气体浓度监测等。

未来，超声测距技术有望实现多功能化，满足不同领域的需求。

超声波测距仪的设计毕业论文

摘要随着社会的开展，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XX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范围内与频率无关。

超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。

目前对于超声波准确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的准确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。

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开展和广泛应用，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拟，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〕超声波传感器构造简单、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AbstractWith the development of society, the traditional ranging method on many occasions has failed to meet the demands of the people, for example in the well depth, liquid level, pipe length and so on, the traditional ranging method can't finish the task of measurement. And in many requirements under the condition of the real-time location, the traditional method is also difficult to perform a plete measurement range of tasks. These unique advantages of ultrasonic more and more attention by people.At present the demand for ultrasonic accurate location is more and more big, such as oil terminal and the liquid surface water tank precise measurement and control, the object of the stomata size in testing and mechanical internal damage detection, etc. transportation and other industrial areas also have widely application. In addition, in material science, medicine, biological sciences and also accounted for a important position in.Along with the puter technology, automation technology and the development of industrial robots and the widespread application, location problem is being more and more importantpared with other ranging method, ultrasonic ranging has the following advantages:(1) to light and color ultrasonic not sensitive, can be used to identify transparent and diffuse sexual difference of objects (such as glass, polishing body).(2) ultrasonic outside light and the electromagnetic fields to not sensitive, and can be used in the dark, dust or smoke, electromagnetic interference is strong, such as toxic bad environment.(3) ultrasonic sensor simple structure, small volume, low cost, technical difficulties small, information processing, simple and reliable easy to miniaturization and integration. Performance optimization; Performancesimulation; Automatic exchange optical network Key Words:Ultrasonic；ranging；electronic circuit目录第1章绪论 (1)1.1课题背景及设计意义11.2 本课题研究的主要内容 (3)第2章系统方案论证42.1 超声波测距仪的设计原理 (4)2.2 超声波测距技术选型 (4)2.3 控制器选型 (6)2.3.1 单片机选型82.3.2 AT89S51主要性能参数及功能92.4 超声波发生器选型 (9)2.5 超声波接收传感器选型 (10)2.6 显示单元选型 (11)2.7 语音播报电路选型 (11)2.8 温度传感器的选型 (12)第3章系统的硬件构造设计 (13)3.1 单片机最小系统 (13)3.2 超声波发射电路 (14)3.3 超声波检测接收电路 (16)3.4 显示单元电路 (18)3.5 语音播报电路 (20)3.6 电源电路设计 (21)第4章系统的软件设计 (23)4.1超声波测距仪的算法分析 (23)4.2主程序流程图 (24)4.3超声波发生子程序和超声波接收程序 (25)第5章系统调试仿真 (27)5.1PROTEUS软件简介 (27)5.2 仿真调试结果 (29)第6章总结与展望 (30)参考文献 (31)致谢错误!未定义书签。

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)附录 (35)一、英文原文 (35)二、英文翻译 (41)三、电路图 (46)四、源程序 (47)第一章超声波测距系统工作原理第一节超声波概述声音是与人类生活紧密相联的一种自然现象，人们对声音早有认识，在人们的日常生活中存在着各式各样的声音。

在科学史上，声学是发展最早的学科之一。

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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AbstractWith 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.In this paper ,it introduces a system to measure distance by ultrasonic,which is based on the STC12C2052.The theory is based on the principles of reflection of ultrasonic spreading in the air. The system uses ultrasonic sensors as a detector, and applies MCU and the time difference of ultrosonic spreading in the air to measure the distance. The system consists of the main controller module, ultrasonic transmitter module, ultrasonic receiver module and display module. The MCU I / O port controls ultrasonic transmitter to send 40 KHz ultrasonic, and the reflecting singal is received by the ultrasonic receiver circuit, and it is amplified,and finally,it starts the interruptor of the MCU.The MCU calculates the time of launch and return of ultrasonic to get the disctance between the ultrasonic generator and the reflective objects. The range of measurement is within four meters,with the blind spot of 20 cm。

毕业设计（论文）-超声波测距语音播报设计

毕业设计：超声波测距语音播报论文专业电子信息工程技术学生姓名班级学号指导教师完成日期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，lcd1602显示距离，WTD588D语音播报。

In 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.摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................ I I 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 国内外研究动态 ............................................................................................. - 1 -1.3 本课题研究的主要内容................................................................................... - 2 - 第二章总体方案 . (3)2.1 方案选择 (3)2.2 超声波测距仪的设计思路 (3)2.2.1 超声波测距原理 (3)2.2.2 超声波测距原理框图 (4)2.3 使用元件选择 (4)第三章系统的硬件结构设计 (6)3.1 STC89C52单片机的功能及特点 (6)3.2单片机最小系统 (9)3.4 语音播报 (10)3.5 显示单元 (12)第四章系统的软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (16)第五章超声波测距接收 (20)5.1 HC-SR04模块 (20)5.2 T40、R40超声波传感器简介 (26)5.2.1 超声波传感器的基本介绍 (26)5.2.2 超声波传感器的主要应用 (26)5.2.3 超声波传感器的工作原理 (27)5.3 超声波发射电路 (28)5.4 超声波接收电路 (28)5.5 超声波接收过程 (29)5.6 接收数据处理 (29)第六章总结 (32)致谢 (34)参考资料 (35)附录1原理图 (36)附录2主要源程序 (38)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。

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。

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AbstractWith the development of society, the traditional ranging method on many occasions has failed to meet the demands of the people, for example in the well depth, liquid level, pipe length and so on, the traditional ranging method can't finish the task of measurement. And in many requirements under the condition of the real-time location, the traditional method is also difficult to perform a complete measurement range of tasks. These unique advantages of ultrasonic more and more attention by people.At present the demand for ultrasonic accurate location is more and more big, such as oil terminal and the liquid surface water tank precise measurement and control, the object of the stomata size in testing and mechanical internal damage detection, etc. transportation and other industrial areas also have widely application. In addition, in material science, medicine, biological sciences and also accounted for a important position in.Along with the computer technology, automation technology and the development of industrial robots and the widespread application, location problem is becoming more and more important Compared with other ranging method, ultrasonic ranging has the following advantages:(1) to light and color ultrasonic not sensitive, can be used to identifytransparent and diffuse sexual difference of objects (such as glass, polishing body).(2) ultrasonic outside light and the electromagnetic fields to not sensitive, and can be used in the dark, dust or smoke, electromagnetic interference is strong, such as toxic bad environment.(3) ultrasonic sensor simple structure, small volume, low cost, technical difficulties small, information processing, simple and reliable easy to miniaturization and integration. Performance optimization; Performance simulation; Automatic exchange optical networkKey Words:Ultrasonic；ranging；electronic circuit目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及设计意义 (1)1.2 本课题研究的主要容 (2)第2章系统方案论证 (4)2.1 超声波测距仪的设计原理 (4)2.2 超声波测距技术选型 (4)2.3 控制器选型 (6)2.3.1 单片机选型 (7)2.3.2 AT89S51主要性能参数及功能 (8)2.4 超声波发生器选型 (8)2.5 超声波接收传感器选型 (9)2.6 显示单元选型 (9)2.7 语音播报电路选型 (10)2.8 温度传感器的选型 (10)第3章系统的硬件结构设计 (12)3.1 单片机最小系统 (12)3.2 超声波发射电路 (13)3.3 超声波检测接收电路 (15)3.4 显示单元电路 (16)3.5 语音播报电路 (18)3.6 电源电路设计 (20)第4章系统的软件设计 (22)4.1 超声波测距仪的算法分析 (22)4.2 主程序流程图 (22)4.3 超声波发生子程序和超声波接收程序 (24)第5章系统调试仿真 (26)5.1 PROTEUS软件简介 (26)5.2 仿真调试结果 (27)第6章总结与展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录程序清单 (32)第1章绪论利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。

(完整版)超声波测距仪学士毕业设计

超声波测距仪毕业论文中文摘要电子测距仪要求测量范围在50cm~500cm，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，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。

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。

因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。

我的超声波测距仪设计采用74hc04反相器和CX20106搭接电路实现了超声波的发射与接收。

采用AT89C51单片机为该测距仪的控制核心，此设计易于调试，成本低廉，具有很强的实用价值和良好的市场前景。

关键词：超声波传感器，单片机，测距仪ABSTRACTElectronic distance measurement instrument for measurement in the range of 20cm-2.5m, precision 1cm, with the measurement of the measured object without direct contact, can clearly demonstrate the stability of the measurement results. Because of the strong point of ultrasonic energy consumption, slow, medium of communication in the longer distance, which are often used for ultrasonic distance measurement. Such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by ultrasound. Ultrasonic ranging, can be applied to car parking, construction sites and some industrial site location monitoring, and can also be used for liquid level, depth, pipe length measurement occasions. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient, simple, easy to achieve real-time control, and measurement accuracy can meet the practical requirements of industry. In the mobile robot has been developed on a wide range of applications. My car anti-collision anti-theft alarm system design using 74hc04inverter and CX20106lap circuit to realize the ultrasonic transmitter and receiver. Using AT89C51 SCM as the control core of the range finder, this design easy debugging, low cost, has the very strong practical value and good market prospects. Key words: ultrasonic sensor, single chip microcomputer, range finder,目录第一章绪论 .............................................................................................................................................. - 1 - 1.1 设计项目概述 ..................................................................................................................................... - 1 - 1.2 设计要求 ............................................................................................................................................. - 1 - 1.3 超声波测距原理 ................................................................................................................................. - 1 - 第二章超声波测距仪的内容及意义 ...................................................................................................... - 3 - 2.1 超声波测距仪的意义 ......................................................................................................................... - 3 - 2.2超声波测距仪的内容 .......................................................................................................................... - 3 - 第三章系统方案选择 .............................................................................................................................. - 3 - 3.1 方案一 ................................................................................................................................................. - 4 - 3.2 方案二 ................................................................................................................................................. - 4 - 3.3 方案确定 ............................................................................................................................................. - 4 - 第四章系统硬件电路设计 ...................................................................................................................... - 4 - 4.1单片机模块 .......................................................................................................................................... - 4 -4.1.1 AT89C51标准功能 .................................................................................................................. - 5 -4.1.2管脚说明................................................................................................................................... - 6 - 4.2超声波谐振频率调理电路模块 .......................................................................................................... - 7 - 4.3超声波回路接收处理电路模块 .......................................................................................................... - 8 - 4.4数码管显示模块 .................................................................................................................................. - 8 - 第五章系统软件程序设计 ...................................................................................................................... - 9 -5.1 超声波测距程序设计 ......................................................................................................................... - 9 - 5.2 超声波测距流程图 ........................................................................................................................... - 10 - 第六章系统软硬件调试 ........................................................................................................................ - 10 -6.1 硬件调试 ........................................................................................................................................... - 10 - 6.2 软件调试 ........................................................................................................................................... - 11 - 6.3 测试结果 ........................................................................................................................................... - 11 - 第七章调试中遇到的问题 .................................................................................................................... - 11 -7.1 发射接收时间对测量精度的影响分析 ........................................................................................... - 11 - 7.2 当地声速对测量精度的影响分析 ................................................................................................... - 12 - 总结 ........................................................................................................................................................ - 13 - 参考文献 .................................................................................................................................................. - 14 -附录A ....................................................................................................................................................... - 0 - 附录B ........................................................................................................................................................ - 0 - 致谢 ........................................................................................................................................................ - 6 -第一章绪论声波在其传播介质中被定义为纵波。

基于单片机的超声波测距仪的设计与实现毕业论文

基于单片机的超声波测距仪的设计与实现中文摘要本设计基于单片机AT89C52，利用超声波传感器HC-SR04、LCD显示屏及蜂鸣器等元件共同实现了带温度补偿功能可报警的超声波测距仪。

我们以AT89C52作为主控芯片，通过计算超声波往返时间从而测量与前方障碍物的距离，并在LCD显示。

单片机控制超声波的发射。

然后单片机进行处理运算，把测量距离与设定的报警距离值进行比较判断，当测量距离小于设定值时，AT89C52发出指令控制蜂鸣器报警，并且AT89C52控制各部件刷新各测量值。

在不同温度下，超声波的传播速度是有差别的，所以我们通过DS18B20测温单元进行温度补偿，减小因温度变化引起的测量误差，提高测量精度。

超声波测距仪可以实现4m以内的精确测距，经验证误差小于3mm。

关键词：超声波；测距仪；AT89C52；DS18B20；报警Design and Realization of ultrasonic range finder basedABSTRACTThe design objective is to design and implement microcontroller based ultrasonic range finder. The main use of AT89C52, HC-SR04 ultrasonic sensor alarm system complete ranging production. We AT89C52 as the main chip, by calculating the round-trip time ultrasound to measure the distance to obstacles in front of, and displayed in the LCD. SCM ultrasonic transmitter. Then the microcontroller for processing operation to measure the distance and set alarm values are compared to judge distance, when measured distance is less than the set value, AT89C52 issue commands to control the buzzer alarm, and control each member refreshAT89C52 measured values. Because at different temperatures, ultrasonic wave propagation velocity is a difference, so we DS18B20 temperature measurement by the temperature compensation unit, reducing errors due to temperature changes, and improve measurement accuracy. Good design can achieve precise range ultrasonic distance within 4m, proven error is less than 3mm.Keywords:Ultrasonic；Location；AT89C52;DS18B20;Alarm目录第一章前言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.1.1超声波特性 (1)1.1.2超声波测距 (2)1.2 超声波模块基本介绍 (3)1.2.1 超声波的电器特性 (3)1.2.2 超声波的工作原理 (5)1．3主要研究内容和关键问题 (6)第二章方案总体设计 (7)2.1 超声波测距仪功能 (7)2.2设计要求 (8)2.3系统基本方案 (9)2.3.1方案比较 (9)2.3.2方案汇总 (11)第三章系统硬件设计 (13)3.1 单片机最小系统 (13)3.2 超声波测距模块 (13)3.3 显示模块 (15)3.4温度补偿电路 (15)3.5 蜂鸣报警电路 (16)第四章系统软件设计 (17)4.1 A T89C52程序流程图 (17)4.2 计算距离程序流程图 (19)4.3 报警电路程序流程图 (19)4.4 超声波回波接收程序流程图 (20)第五章系统的调试与测试 (21)5.1 安装 (21)5.2 系统的调试 (21)第六章总结 (23)参考文献 (24)致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。

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Abstract ............................................ 错误!未定义书签。

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国内外研究动态 (1)1.3课题研究的主要内容 (2)第二章总体方案 (3)2.1 方案选择 (3)2.2超声波测距仪的设计思路 (3)2.2.1 超声波测距原理 (3)2.2.2 超声波测距原理框图 (3)2.3元器件选择 (4)第三章系统的硬件结构设计 (5)3.1 STC89C52单片机的功能及特点 (5)3.2 单片机最小系统 (8)3.3 超声波测距模块 (9)3.3.1 HC-SR04实物图 (9)3.3.2主要技术参数 (9)3.3.3 HC-SR04工作原理 (10)3.4超声波发射电路 (10)3.5 超声波接收电路 (11)3.6 DSB18B20温度传感器 (12)3.6.1 实物与引脚定义 (12)3.6.2 DS18B20主要特性 (13)3.7语音播报模块 (13)3.8显示单元 (15)第四章系统的软件设计 (17)4.1 超声波测距的算法设计 (17)4.2 主程序流程图 (17)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (18)4.4 语音模块子程序 (20)第五章温度补偿 (20)5.1 设计方案 (22)5.2硬件设计 (23)5.2.1温度采集电路 (23)5.3软件设计 (24)5.3.1温度采集 (24)5.3.2温度补偿设计及距离计算 (28)第六章总结 (30)致谢 (31)参考资料 (32)附录一实物图 (33)附录二原理图 (34)附录三源程序 (35)第一章绪论1.1 课题设计目的及意义1.1.1设计的目的由于超声测距是一种非接触检测技术，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。

超声波测距毕业设计论文

超声波测距毕业设计论文超声波测距毕业设计论文引言：在现代科技的推动下，各种测距技术得到了广泛的应用，其中超声波测距技术因其高精度、非接触等特点而备受关注。

本文将探讨超声波测距技术在毕业设计中的应用，并对其原理、方法和实验结果进行详细介绍。

一、超声波测距的原理超声波测距是利用超声波在空气中传播的特性来测量距离的一种技术。

超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波，其传播速度与介质的密度和弹性有关。

在超声波测距中，通常使用超声波发射器发射一束超声波，经过被测物体后，超声波被接收器接收到。

通过测量超声波的传播时间，即可计算出被测物体与发射器的距离。

二、超声波测距的方法1. 时间差法时间差法是最常用的超声波测距方法之一。

该方法通过计算超声波从发射器到接收器的传播时间差来确定距离。

具体实现时，发射器发射超声波后，接收器开始计时，当接收到超声波信号后停止计时。

通过测量计时器的数值，可以得到超声波的传播时间，从而计算出距离。

2. 相位差法相位差法是另一种常用的超声波测距方法。

该方法通过测量超声波在传播过程中的相位差来确定距离。

具体实现时，发射器发射超声波信号，在接收器接收到超声波信号后，通过计算超声波信号的相位差，可以计算出距离。

三、超声波测距的应用超声波测距技术在工业、医疗、安防等领域都有广泛的应用。

1. 工业领域在工业领域，超声波测距技术可用于测量物体的距离、厚度、速度等参数。

例如，可以用于测量液体中的液位，以便控制液体的供应和排放；还可以用于测量物体的厚度，以便判断物体是否合格。

2. 医疗领域在医疗领域，超声波测距技术被广泛应用于超声诊断。

通过超声波的反射和传播时间，可以获取人体内部组织和器官的图像，从而实现对疾病的诊断和治疗。

3. 安防领域在安防领域，超声波测距技术可用于人体检测和距离测量。

例如，可以用于人体检测门的设计，以便实现对人员进出的自动控制；还可以用于测量人员与设备之间的距离，以便实现对人员的安全保护。

超声波测距仪的设计本科毕业论文

超声波测距仪的设计本科毕业论文本科毕业论文超声波测距仪的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

【毕业设计】超声波测距仪设计

东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。

如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。

学生签名：日期：超声波测距仪的设计摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。

本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89S51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89S51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。

该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、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。

关键词：超声波；单片机；测距；AT89S51Design of Ultrasonic Range FinderAbstractUltrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring , building construction site and some industrial scenes extensively。

超声波测距仪原理与实验分析毕业论文

撰写人：硕1 引言我们生活的世界充满了各种可听的声信号。

在科学史上，人们很久以前对声音信号就有了认识，声学是最早发展的学科之一。

我国两千多年前的先时期，在乐律和乐器的研究方面，对声学的发展做出了重要的贡献。

在国外，19世纪，声学已成为具有现代意义的科学并发展到相当高的水平。

然而由于超声是人耳听不到的信号，直到18世纪，人们在研究蝙蝠、海豚等动物时，才推测自然界中存在超声。

现代声学已经涵盖了从10-4Hz—1014Hz的频率围，相当于从大约3小时振动一次的次声到波长短于固体中原子间距的分子热振动，即跨越了1018量级的宽广频段。

频率高于人类听觉上限频率(约20000Hz)的声波，称为超声波,或称超声。

现代科技的迅速发展对检测技术提出了更高的要求，各种计量检测技术都向非接触、高灵敏度、智能化、微型化方向发展。

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。

不仅在工业中，在日常生活中超声测距也有着广泛的应用。

本设计就是一种利用超声波作为媒介的测距装置，它能够通过单片机的控制来进行测距并可以数码显示。

其优点是使用方便，精度高，可编程控制，可用于危险场地等的非接触式测距。

2超声技术的发展与应用2.1 超声技术的发展利用超声波测量己知基准位置和目标物体表面之间距离的方法，称为超声波测距法。

利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御与捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。

由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。

超声波测距仪(实时显示声光报警)_毕业设计论文报告

超声波测距仪(实时显示声光报警)毕业设计论文报告摘要机器人通过其感知系统觉察前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。

超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉，测量精度较高，不受环境的限制，应用方便，将它与红外传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。

本文介绍了基于STC89C51的超声波测距系统，阐述了超声波测距系统的硬件设计、软件设计及其工作原理。

该设计主要由单片机控制模块、数码管显示模块、DS18B20温度补偿模块以及声光报警模块等构成。

利用超声波的反射原理，计算超声波在空气中的传播时间的一半再乘以经过温度补偿修正后的速度就可以得出障碍物到传感器之间的距离，并在数码管显示出来。

同时，该系统在测量距离小于10cm时能进行声光报警。

该系统具有硬件电路简单、成本低、工作可靠、功耗低、体积小、误差小、有良好的测量精度等优点。

目前，超声波清洗技术、雷达技术等在医学、军事上占据着重要地位，因此研究超声波技术具有一定的研究意义。

本设计作品基本满足设计的要求，有一定的推广性，同时针对不足，如测量距离过小等，文章在最后提出了一些改进性能的可行性方案。

关键字：单片机；传感器；超声波测距；温度补偿Abstractrobot through its perception system to detect obstacles that in front of the road and the surrounding environment to achieve the distance around the barrier, auto hunt, range and other functions.Ultrasonic Ranging in terms to other ranging technology is low-cost, high accuracy, without environmental constraints, and convenient, it will be combined together with infrared sensors achieve robot hunt around the barrier function.This article describes the ultrasonic ranging system based on STC89C51,which e laborate ultrasonic Ranging System hardware design, software design and its working principle.The design is mainly controlled by the microcontroller module,LED display module, DS18B20 temperature compensation module, as well as sound and light alarm module ing the principle of reflection of the ultrasonic wave,Calculate the ultrasonic propagation time in the air in half and then multiplied by the speed after the correction of the temperature compensation that can be drawn between the obstacle to the sensor distance,And digital display.Secondly, the sound and light alarm when the system measuring distance less than 10cm .The system has an Advantage of Simple hardware circuit, low cost, reliable, low power consumption, small size, the error is small, h ave a good measurement accuracy, etc..At present, the ultrasonic cleaning technology, radar technology in medicine, the military occupies an important position,so the research ultrasound technology has a certain significance. This design works basically meet the design requirements, there are certain promotional, while for deficiencies, such as measuring the distance is too small, etc., the article concludes with a number of improvements in the performance of the feasibility of the program.KeyWords:MCU;Sensor;Ultrasonic Ranging;Temperature compensation目录摘要 0Abstract (1)第一章绪论 (4)1.1课题的研究背景 (4)1.2超声波在国内外的发展现状 (6)1.3研究目的和意义 (6)1.4研究内容 (6)1.5 论文结构 (7)第二章系统方案设计 (8)2.1设计要求 (8)2.2设计方案 (8)第三章硬件设计 (10)3.1 AT89C51单片机简介 (10)3.1.1 AT89C51各引脚的含义和功能 (11)3.2系统硬件设计组成部分 (13)3.2.1 AT89C51单片机最小系统 (13)3.2.2 数码管显示模块 (13)3.2.3超声波发射接收模块 (14)3.2.4声光报警模块 (20)3.2.5复位电路 (20)3.2.6 DS18B20温度补偿电路 (22)3.2.6.1 DS18B20内部结构及测温原理 (23)3.2.6.2 DS18B20的封装形式及引脚功能 (24)3.2.6.3 DS18B20的供电方式 (25)3.2.7 +5V电源模块 (26)第四章软件设计 (27)4.1软件整体设计 (28)4.2系统主要模块程序设计 (29)4.2.1超声波发射程序及接收中断子程序 (29)4.2.2 DS18B20访问程序 (29)第五章调试与检测 (31)5.1硬件测试 (31)5.2 软件测试 (32)5.3结果分析 (32)5.4误差来源 (32)5.5 解决方案 (33)5.6本设计所做工作 (33)总结与展望 (35)谢词 (36)参考文献 (36)附录1 电路原理图及PCB图 (38)附录2 程序清单 (40)第一章绪论超声波以其指向性好、穿透能力强、能量消耗缓慢、环境污染小等优点，因而超声波常用于距离测量。