基于单片机的超声波液位测量毕业设计
基于单片机的超声波水位控制器的设计
基于单片机的超声波水位控制器的设计一、引言在许多工业和民用领域，如水库、水塔、污水处理厂等，准确监测和控制水位是至关重要的。
传统的水位控制方法往往存在精度低、可靠性差、响应速度慢等问题。
随着电子技术和单片机技术的不断发展，基于单片机的超声波水位控制器应运而生，它具有精度高、响应快、易于实现自动化控制等优点，为水位控制提供了一种更加高效、可靠的解决方案。
二、超声波水位测量原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，它在空气中传播时遇到障碍物会发生反射。
超声波水位控制器就是利用这一原理来测量水位的。
控制器通过发射超声波脉冲，并测量从发射到接收反射波的时间间隔，根据声音在空气中的传播速度，就可以计算出传感器到水面的距离。
由于传感器的安装位置是固定的，因此可以通过计算得出水位的高度。
三、系统硬件设计（一）单片机选型在本设计中，选用了_____型号的单片机作为核心控制器。
该单片机具有性能稳定、运算速度快、资源丰富等优点，能够满足系统的控制和数据处理需求。
（二）超声波传感器选择了一款高精度的超声波传感器，其测量范围能够满足实际应用的需求，并且具有良好的稳定性和可靠性。
（三）显示模块为了实时显示水位信息，选用了_____显示模块。
它可以清晰地显示水位高度、报警状态等信息，方便操作人员查看。
（四）按键模块设置了按键模块，用于设定水位的上下限阈值，以及进行系统的参数设置和操作控制。
（五）报警模块当水位超过设定的上下限阈值时，报警模块会发出声光报警信号，提醒操作人员及时采取措施。
（六）电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，确保系统的正常运行。
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，包括单片机内部资源的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
然后进入主循环，不断地采集水位数据、进行数据处理和判断，并根据判断结果控制显示模块和报警模块。
（二）数据采集与处理程序通过单片机的定时器和中断功能，精确地测量超声波从发射到接收的时间间隔，并将其转换为水位高度。
基于单片机的超声波液位测控系统设计
毕业论文 (设计基于单片机的超声波液位测控系统设计摘要本设计从现代化计算机控制技术入手,利用单片机的强大智能功能,通过完整的软件与硬件的结合,阐述了一种先进液位测量系统。
根据超声波传感器的特点,设计出一套适合实验室条件下的液位测量设备,主要通过单片机、超声波传感器测量锅炉液位。
本次设计选择的电器设备有单片机、超声波传感器, D/A转换器等, 设计硬件控制流程图、控制电路图以及软件中的主程序流程图。
通过系统模拟实验表明:该系统设计合理,自动化程度高,实验过程时间短,工作稳定可靠,基本满足了设计的相关要求。
关键词 :液位测量;单片机;超声波传感器ABSTRATThis design obtains from the modernization computer control technology, using monolithic integrated circuit's formidable intelligent function, through the complete software and hardware's union, elaborated one kind of advanced fluid position measurement system. According to ultrasonic sensor's characteristic, designs a set to suit under the laboratory condition the fluid position measurement equipment, mainly through monolithic integrated circuit, ultrasonic sensor survey boiler fluid position. This design choice's electric appliance equipment has the monolithic integrated circuit, the ultrasonic sensor, the D/A switch and so on, designs in the hardware control flow chart, the control circuit diagram as well as software's master routine flow chart. Indicated through the system simulation experiment: This system design is reasonable, the automaticity is high, the experiment process time is short, work stable reliable, has satisfied the design related request basically.Key words:Fluid position survey; Monolithic integrated circuit; Ultrasonic sensor目录引言 ....................................................................... 1 1 超声波测距原理 ............................................................ 2 1.1超声波 .................................................................. 2 1.2超声波传感器 ............................................................ 3 1.3超声波传感器的结构和发射原理 (4)1.4超声波传感器的选择 (4)2 超声波测量系统的硬件设计 .................................................. 4 2.1单片机的选用及简介 ...................................................... 5 2.2超声波液位检测电路 ...................................................... 6 2.3液位控制电路 ............................................................ 8 2.4键盘 (9)2.5显示电路 (9)3 系统软件设计 ............................................................. 11 3.1主程序流程图 (11)3.2超声波测距的相关程序 (12)4 系统调试与结论 ........................................................... 14 参考文献 ................................................................... 15 谢辞 (16)1引言1.1概述传统的液位控制绝大多数是人工控制,造成了人力资源的浪费,同时安全性可靠性都不高。
基于单片机的超声波液位检测系统设计
编号：审定成绩：毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的超声波液位检测系统设计摘要液位测量及控制广泛应用于工业、生活等领域，由于许多测量环境条件及其恶劣，例如对具有腐蚀性的液体的液位测量。
显然，传统的液位测量设备已不能满要求。
因此，一些基于超声波的非接触式液位测量控制技术应运而生。
本文利用单片机的强大功能，通过硬件和软件的完美结合，设计、实现了一种基于超声波的液位检测控制系统。
系统由液位测量模块、数据显示模块、液位控制模块、超限报警模块和参数设置模块组成，通过HC-SR04超声波测距模块采集数据，经过单片机进行数据处理，然后进行实时液位显示，同时发出液位控制信号和报警控制信号。
最后，对所实现的实物进行了测试。
测试结果表明系统功能符合设计要求，能达到易控制、稳定性强、测量精度高、安全性高、功耗低的预期目的。
【关键词】单片机超声波液位测量液位控制ABSTRACTLevel measurement and control are widely used in the industrial field and other related fields. In the field of industry, many measurement environments are very bad such as the level measurement of corrosive liquids. Obviously, the traditional level measurement devices can not satisfy the requirements. As a result, some control based on the non-contact ultrasonic level measurement technology arises at the historic moment. This paper makes use of the powerful features of the SCM and the perfect combination of software and hardware to design and implement an advanced control system for liquid level measurement based on the ultrasonic measurement. The designed system includes level measurement module, data display module, level control module, limit alarm module, and parameter set module. The system collects data through HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module, and then process the data, display the level in real-time and issue level control signal and the warning signal. Finally, the system was tested. The tested results show the system functions can meet the designed requirements, which achieve control easily, high stability, high accuracy, and high security.【Key words】SCM Ultrasonic Level measurement Level control目录第一章绪论 (1)第一节课题的提出和意义 (1)一、课题的提出 (1)二、课题的意义 (1)第二节国内外液位检测控制技术的发展现状 (2)第三节本课题主要研究内容 (3)第二章整体方案设计 (4)第一节方案设计架构 (4)第二节超声波测量技术 (5)一、超声波的定义及特性 (5)二、超声波测距原理 (5)第三节本章小结 (6)第三章硬件设计 (7)第一节单片机的最小系统组成 (7)第二节LCD1602液晶显示模块 (8)一、LCD1602液晶显示简介 (8)二、显示内容 (9)第三节设置模块 (9)第四节报警模块 (10)第五节液位测量模块 (11)一、HC-SR04简介 (11)二、引脚接线方式 (12)三、模块工作原理 (12)第六节液位控制模块 (13)第七节本章小结 (14)第四章软件设计 (15)第一节编译语言与编译思想 (15)第二节软件设计 (15)一、总体设计 (15)二、关键模块程序设计 (16)第三节本章小结 (20)第五章仿真及调试 (21)第一节仿真 (21)第二节系统测试 (22)第三节本章小结 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)一、英文原文 (29)二、英文翻译 (33)三、源程序 (39)第一章绪论第一节课题的提出和意义一、课题的提出在日常生产生活中，常遇到液位测量及控制问题。
毕业论文设计-超声波液位检测电路设计
衡水学院毕业论文（设计）超声波液位检测电路设计论文作者：XX指导教师：XX系别：：物理与电子信息系专业电子信息工程年级：2013级提交日期：2017年4月18日答辩日期：2017年5月05日毕业论文（设计）学术承诺本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不存在抄袭情况，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。
作者签名：日期：毕业论文（设计）使用授权的说明本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定。
即：学校有权保留或向有关部门送交毕业论文（设计）的原件或复印件，允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公开论文（设计）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计）及相关资料。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：论文题目：超声波液位检测电路设计摘要：水位测量技术在现代社会应用的场合非常的广泛，不管是工厂还是其他一些设备，都需要对水位进行监测，而现在的设备一般都比较简单，整个系统都比较单调，而且如果现场没有人员在，很可能会发生危险。
因而在翻阅了大量的书籍的前提下，我设计了一种新的水位测量系统。
本文以STC89C52单片机为核心，通过超声波测距模块，来实现对水位的测量，从而得到测量值，然后显示在1602液晶显示屏上面，并且通过DS18B20模块将现场的温度信息发送给单片机，单片机处理后，在液晶显示屏上进行相应的显示。
本文所设计的系统对以往的水位监测系统进行了改进，能够远程得到水位的信息，看水位是否处于危险情况下，整个系统的设计比较安全，可靠性高。
关键词：STC89C52；1602液晶；水位测量；DS18B20模块TITLE：DESIGN OF ULRASONIC LIQUID LEVELDETECTION CIRCUITAbstract: Water level measurement technology in the application of modern society is very wide occasions, whether it is factories or other equipment, need to monitor the water level, and now the equipment is generally relatively simple, the whole system is more monotonous, and if there is no staff at the scene, Is likely to be dangerous. So in the read a lot of books under the premise, I designed a new water level measurement system.In this paper, the STC89C52 microcontroller as the core, through the ultrasonic distance measurement module, to achieve the water level measurement, to get the measured value, and then displayed on the 1602 LCD screen, and through the DS18B20 module will send the temperature information to the microcontroller, single-chip processing , The corresponding display on the LCD screen.The system designed by the books has improved the water level monitoring system in the past, and can get the information of the water level remotely. If the water level is in danger, the design of the whole system is relatively safe and the reliability is high.Key words: STC89C52; 1602 Liquid Crystal; Water Level Measurement; DS18B20 Module目录摘要 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
设计方案(单片机超声波液位测试系统研制)
摘要本系统以AT89S52单片机为核心，利用超声波测距原理，通过硬件电路和软件编程实现对液位高度的检测。
其主要原理是由单片机控制超声波测距模块DYP-ME007发射超声波，遇到液面反射后模块接收回波，同时单片机记录所用时间。
为了提高精度，计算时涉及到温度补偿。
将测得的温度与时间带入相应公式，即可求得当前液位。
最后通过LCD液晶不断更新显示当前温度与液位。
若液位超出预设的最低值或最高值，液晶显示警告，同时蜂鸣器报警。
硬件部分包括AT89S52单片机，DYP-ME007超声波测距模块，12864LCD液晶显示模块，DS18B20温度测量模块和蜂鸣器报警模块。
软件设计分为两部分，主程序和中断服务程序。
主程序完成初始化、超声波发射和接收，温度测量，距离计算、结果显示等大部分主要工作。
中断服务子程序主要完成时间值的读取。
关键词：单片机；超声波测距；液位测量；温度补偿AbstractThe system use the AT89S52 microcontroller as the core, using ultrasonic ranging principle, through a combination of hardware and software, and debugging, and ultimately to the liquid level detection. The main principle is controlled by the microcontroller module DYP-ME007 ultrasonic distance ultrasonic transmitter, and receives the echo reflected surface encountered while recording the time used microcontroller. For improved accuracy, temperature compensation calculations involved. The measured temperature and time into the appropriate formula to obtain the current level. Last updated through the LCD liquid crystal display the current temperature and level. If the level exceeds the preset minimum or maximum value, liquid crystal display a warning buzzer alarm. AT89S52 microcontroller hardware including, DYP-ME007 ultrasonic distance measuring module, 12864LCD LCD module, DS18B20 temperature measurement module and the buzzer alarm module. Software design is divided into two parts, the main program and interrupt service routine. Main program to initialize, transmit and receive ultrasound, temperature measurement, distance calculation, the results display most of the major work. Interrupt service routine reads the key values of completion time.Key words:SCM。
基于超声波的液位测距系统设计_毕业设计论文
摘要本文是利用超声波测距的原理而设计的一种液位测距系统。
该系统采用STC12C5A08S2单片机为核心控制器，并为超生测距模块提供触发控制信号，在发射超声波的同时，启动单片机的内部定时器开始计时，超声波在空气中传播遇到障碍物后反射回波，超声波接收电路检测到回波信号时停止计时，则根据公式：S=Vt/2 即可计算出液位距离。
文中设计的系统着重解决了超声波测距的时间计算和温度补偿问题。
其中通过温度传感器将温度值采集到单片机中，经过一定的数值修正即可得到当时温度值下的超声波传播速度V。
本文采用了硬件和软件相结合的设计方法，在软件方面，采用了汇编语言进行程序编写。
在数据处理上充分利用汇编语言的查表优势，建立了速度修正值表和数码管显示值表，可以便捷、明了地进行数据处理和显示。
关键词：超声波测距STC12C5A08S2 温度补偿液位测距系统Title Design of liquid level based on ultrasonic distance measurement systemAbstractThis article designs a liquid level measurement system which is based on the principle of ultrasonic distance measurement.The system takes STC12C5A08S2 as the core of the system controller. The SCM provides control signals for ultrasonic distance measurement modules, and starts the monolithic integrated circuit internal timer to work while emitting ultrasonic. Ultrasonic reflection echo after the communication obstacles in the air, and the SCM stops timing when the echo signal is detected by the ultrasonic receiver.According to the formula: S=Vt/2, the liquid level distance is calculated.The system is designed to focus on the time and temperature compensation of ultrasonic distance measurement.The temperature value is collected in the SCM through the temperature sensor, undergoing a certain numerical correction to get the ultrasonic wave propagation velocity under the temperature.This article uses a combination of hardware and software design. In software, we use assembly language to program.Full use of Assembly language reference table advantages in data processing, we established the speed correction table and the digital display values table which can be convenient and clear for data processing and display.Keywords：Ultrasonic distance-measuring；STC12C5A08S2；Temperature compensation；Liquid level measurement system目录1 引言 (1)1.1 测距在工业方面的应用 (1)1.2 现有的测距方法及其优缺点 (1)1.3 超声波测距的原理及优点 (2)1.4 课题研究的意义 (2)2 总体方案论证 (2)2.1 系统方案简化 (3)2.2 系统软件设计说明 (4)3 系统硬件电路设计 (4)3.1 HC—SR04超声波测距模块简介 (4)3.2 单片机的选型（STC12C5A08S2） (6)3.3 显示电路的设计 (9)3.4 温度传感器的选型 (10)4 系统软件设计 (11)4.1 主程序设计 (12)4.2 子程序设计 (13)4.3 数码管显示程序 (17)5 系统调试与分析 (18)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A 汇编程序清单 (25)图一系统完整电气原理图 (28)1 引言1.1 测距在工业方面的应用在现代工业现场，测距技术的应用可以说是无处不在。
基于单片机的超声波液位检测系统设计
为２ ． ５ ％和 １ ． ２ ５ ％，这样 的精度 能够 满足实际需求 ，达到 了预期 目标。该系统具有测量准确 、功耗低 、使用寿命长等特点 ，可 以
满 足一般 的工业 需要 。 Nhomakorabea关键词 ：液位检测 ；超 声波 ；单片机
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９—９ ４ ９ ２（ ２ ０ １ ４）０ ８ —０ ０ １ ３ —０ ４
摘要 ：为解决腐 蚀性液体 的液 位测量 中电极特别 容易被 电解腐 蚀的问题 ，将超声 波技术应用到工业生 产液 位或物料的检测 中。 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单 片机 为核心 ，建立超声波测得距离 和声速 与传输 时间之间的关系 ，提 出通过硬件 电路设计 和软件编程实现对液位 高度 的检测的方法 ，进行 了超声 波测距在 ２ ０ ｃ ｍ和 ８ ０ ｃ ｍ两种距离 的试 验。 由于超声波受 温度的影 响较大 ，采 用温度传感器对 温度进行测量 ，根据公式进行温度补偿 ，并设计 了报警 模块 ，当温度过高时进行报警 。结果表 明 ， 超声波测距 的相对误差分别
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｖ ｕ ｌ ｎ ｅ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ ｉ ｑｕ ｉ ｄ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｕｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｌｉ ｑ ｕ ｉ ｄ Ｌｅ ｖ ｅ ｌ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍ ＣＵ
基于单片机的超声波液位计的设计与实现
基于单片机的超声波液位计的设计与实现基于单片机的超声波液位计的设计与实现一、引言液位测量在工业生产过程中具有重要意义，涉及到液体储存、运输、计量等多个方面。
而超声波液位计是一种常用的液位测量技术，通过发射超声波脉冲，测量声波从发射到接收的时间来计算液位的高度。
它具有测量范围广、精度高、无接触、易于安装和维护等优势，因此受到了广泛应用。
本文主要针对基于单片机的超声波液位计的设计与实现进行研究。
我们选择STM32F103单片机作为核心控制器，并采用SRF04型超声波传感器作为液位的测量器件。
二、系统设计1. 硬件设计该液位计系统的硬件设计主要包括单片机模块、超声波传感器模块、显示模块以及电源模块。
单片机模块：我们选择STM32F103单片机，它具有丰富的外设资源和高性能处理能力。
单片机通过GPIO口与超声波传感器模块进行通信，并通过USART口与显示模块进行数据传输。
超声波传感器模块：采用SRF04型超声波传感器，它具有稳定的测量特性和较高的测量精度。
超声波传感器的发射脚与单片机的GPIO口相连，接收脚与GPIO口相连。
显示模块：采用OLED显示屏，通过I2C总线与单片机进行通信。
显示模块可以实时显示液位的数值。
电源模块：采用稳压电路，将输入的直流电源转换为单片机和其他模块所需的适宜电压。
2. 软件设计软件设计主要分为单片机程序设计和上位机程序设计两部分。
单片机程序设计：通过配置单片机的GPIO口和USART口，实现与超声波传感器和显示模块的通信。
通过发射超声波脉冲并接收返回的信号，计算液位的高度，并将结果通过USART口发送给上位机。
上位机程序设计：上位机程序运行在计算机上，通过串口与单片机进行通信。
接收到单片机发送的液位数据后，将数据显示在界面上，同时可以对液位计进行校准和参数设置。
三、系统实现1. 硬件实现按照设计要求，搭建液位计的硬件系统。
首先将STM32F103单片机与超声波传感器、显示模块及电源模块连接，确保各模块之间正常通信。
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摘要本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用C8051F410单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的超声波测距仪可应用于汽车倒车、建筑工地以及一些工业现场的位置监控以及液位、井深、管道长度的测量等现场。
本测距仪能较精确测量被测物与测距仪之间的距离。
在分析国内外单片机超声波测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对超声波测距系统的研制进行了深入探讨和研究。
该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了单片机超声波测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现超声波测距的原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，给出了本系统的稳定性指标。
关键词：C8051F单片机，超声波，LED,收发电路AbstractThis text make use of the super voice wave deliver intermediate range and time of relation adoption the C8051 F410 list slice the machine carry on control and data processing design ability precision measure super voice that order distance wave range finder, make use of design of super voice wave range finder can application reverse the car at the car, building land and some industry the spot of position supervision and liquid, well deep, piping length of measure etc. the spot.This range finder ability more precision measure is measured an of thing and range finder of distance.At analysis domestic and international list slice machine super voice wave the range finder be related technique of foundation up, combine latest research result, to super voice wave measure to be apart from system of developped to carry on thorough study and research.It's system's turn to is divided into measure to be apart from a mold piece, system control mold piece and manifestation report to the police a mold piece, and difference as to it's carry on a project analysis, set up list slice machine super voice wave range finder frame and design project, in the hardware electric circuit, detailed elaborated an usage list slice machine technique realization super voice wave the principle which measure to be apart from, analysis with list slice machine for lord control system hardware and software of unit design, and rightness should the system carried on to experiment with error margin analysis, give the stability index sign of this system. Keywords: The C8051 F, super voice the wave, the LED, receive and dispatch electric circuit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。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 问题的提出和课题的研究意义 (1)1.2测距仪的现状及超声波测距优势 (1)1.3超声波测距仪的研究现状及发展趋势 (2)2 超声波测距原理概述 (3)2.1超声波的发展史 (3)2.1.1超声波的含义及其应用 (3)2.1.2超声波的含义及其应用 (3)2.1.3国际方面 (4)2.1.4国内方面 (4)2.2超声波的特点 (5)2.3超声效应 (5)2.4超声波测距的优势和原理 (6)2.5超声波传感器 (7)2.5.1 超声波发生器及其原理 (7)2.5.2单片机超声波测距系统构成 (8)3 超声波硬件设计方案 (8)3.1 C8051F410单片机 (9)3.1.1 系统概述 (9)3.1.2 C8051F的特点 (10)3.1.3 C8051F单片机增加的功能 (10)3.1.4 C8051F单片机的引脚图 (11)3.2 超声波测距系统构成 (11)3.2.1 设计的思路 (11)3.2.2 设计的重点与难点 (13)3.3硬件设计的原理图 (14)3.3.1 MCU及其超声波驱动电路 (14)3.3.2 蜂鸣器电路 (14)3.3.3 40KHZ超声波接收处理电路 (15)3.3.4 显示电路 (17)4 系统软件设计 (18)4.1 主程序编制及流程图 (18)4.2 中断服务程序的流程图 (19)4.3 信号处理程序 (19)4.4 程序中有关存储器、寄存器及标志位的内容及用途 (20)5 调试及性能分析 (20)5.1 焊接注意事项 (20)5.2 硬件调试 (21)5.3 软件调试 (21)5.3 性能分析 (23)参考文献 (24)结束语 (25)致谢 (27)附录I 硬件原理图 (28)附录II元器件清单 (30)附录III 程序清单 (32)1 绪论1.1 问题的提出和课题的研究意义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。
但就目前技术水平来讲，人们可以利用的测距技术还十分的有限。
因此，这是一个正在蓬勃发展而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；大力降低潜艇自身噪声，改善潜艇声纳的工作环境。
毋庸置疑，未来的超声波测距仪将于自动化智能化接轨，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是的作用。
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
本文的研究，就是以超声波为测量工具，通过C8051F410单片机的控制，经过一系列转换、放大电路组成超声波测距仪以实现对处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境中的被测物的测量。
以解除操作员用常规手段测量距离带来的不便以及危险，提高测量的安全性。
1.2测距仪的现状及超声波测距优势随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，石油、化工、机械、汽车工业等各类工业都得到了迅猛的发展，但随之而来的技术落后严重制约着工业的发展步伐，其中，距离的测量尤为突出。
目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国超声波测距工业实际水平，具有较大的意义，在整个距离变化过程中自动测量距离的远近，并用数字显示出来，在距离到极限距离时会发出急促的警告声，提醒操作员注意采取措施。