基于单片机的超声波测距仪设计

本科毕业设计论文题目基于单片机的超声波测距仪设计

专业名称

学生姓名

指导教师

毕业时间2014.06

毕业 任务书

一、题目

基于单片机的超声波测距仪设计

二、指导思想和目的要求

随着科学技术的快速发展，超声波在测距工程中的应用将越来越广泛。相对毫米波测距、激光测距等其他测距的方式，超声波测距具有成本低、精度高、使用方便、应用范围广等优点。在实际应用中超声波测距指向性强、能耗缓慢、受环境因素影响较小，被广泛的应用于井深、液位、管道长度、倒车等短距离测量。

以单片机为核心结合超声波测距传感器实现超声波测距仪的设计。

三、主要技术指标

1. 研究超声波测距原理，

2. 完成基于单片机的超声波测距仪硬件电路设计。

3. 完成基于单片机的超声波测距仪的软件设计，并进行调试。

四、进度和要求

第01周----第02周： 查找相关资料，对英文资料进行翻译；

第03周----第04周： 熟悉超声波测距仪各个硬件组成和软件编程流程，进行论证、开题、撰写开题报告；

第05周----第08周： 绘制电路原理图，编写程序和调试。

第09周----第13周： 利用Proteus 进行仿真实现；

第14周----第16周： 撰写毕业设计论文，论文答辩。

五、主要参考书及参考资料

设计 论文

[1] 赵建领，薛园园等主编的单片机开发与应用技术详解平[M]电子工业出版

社，2009.

[2] 李朝青，单片机原理及接口技术（第3版）[M]北京航空航天大学出版社，

2005.

[3] 薛小玲，刘志群，贾俊荣，单片机接口模应用与开发实例详解[M]北京航天

航空大学出版社，2010.

[4] 谭浩强，C++面向对象程序设计.清华大学出版社，2006.

[5]赵建领，薛园园等主编的单片机开发与应用技术详解[M] 电子工业出版社，

2009.

[6]李朝青，单片机原理及接口技术（第3版）[M] 北京航空航天大学出版社，

2005.

[7]薛小玲，刘志群，贾俊荣.单片机接口模应用与开发实例详解[M] 北京航天

航空大学出版社，2010.

[8]郁有文，常健，呈继红.传感器原理及工程应用[M] 西安电子科技大学出版

社。

[9]蔡美琴，张为民，何金儿，毛敏，陶正苏.MCS-51系列单片机系统及其应

用。高等教育出版社.

[10]戴曰章，吴志勇.基于AT89C51单片机的超声波测距系统设计.

[11]苏长赞，邹殿贵.红外线与超声波遥控[M]. 人民邮电出版社，2001.

学生指导教师系主任

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，如测距仪和物位测量仪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。本文详细介绍了一种利用单片机设计的软件控制的超声波非接触式测距系统，该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。介绍了超声检测技术的发展进程和超声波测距系统的理论基础，并在此基础上，提出了系统的设计方案，简述了超声传感器的远离及特性，研究了超声传感器的发射及接收电路。在论文研究过程中对各部分电路及系统进行了实验，实验表明，各主要波形及技术指标均达到设计要求。该系统具有硬件结构简单、成本低、工作可靠、流程清晰、精度高等优点，并能实现距离的实时显示。在有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性。

关键词：超声波传感器，超声波测距，单片机，电路

Abstract

In the air medium, ultrasonic distance sensor because of its good performance, low cost, easy to use. In the scene robot positioning system, automatic vehicle navigation，vehicle safety driving assistance systems, urban traffic management and highway management monitoring systems, as well as rivers, wells and storage and material level of detection in both applications. Because of ultrasonic wave propagation less susceptible to interference, energy consumption slow propagation in the medium distance, thus often used for ultrasonic distance measurement, such as range finders and level measurement and so can be achieved by ultrasound. To this end, in-depth study of the generation and propagation of ultrasound, the development of high-performance ultrasonic transducer and transceiver circuit for the development of ultrasonic detection technology has a very important practical significance. This paper describes a non-contact ultrasonic ranging system using single-chip design software control, the system air ultrasonic propagation velocity to determine the conditions tested using reflection of ultrasonic distance measurement. Introduces the theoretical basis of the development process of ultrasonic testing and ultrasonic ranging system, and on this basis, the proposed system design, and outlines the characteristics of ultrasonic sensors away from the study of the transmitting and receiving ultrasonic sensor circuit. In the process of research papers on various parts of the circuit and system experiments were carried out experiments show that the main waveform and technical indicators have reached the design requirements. The system has a simple hardware structure, low cost, reliable, clear flow, high precision, and real-time display of distance. Limited range of the distance measurement with high accuracy and reliability.