基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计

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1、毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：基于51单片机的超声波测距系统设计作者所在系部：XXXXXX作者所在专业：XXXXXX作者所在班级：XXXX作者姓名：XXX作者学号：XXXXXXX指导教师姓名：XXX完成时间：XXXX年X月X日中北大学陕西国防工业职业技术学院机电工程系毕业设计任务书专业:班级:学生签名:一、设计题目超声波测距仪二、设计内容要求和技术参数1．基于51系列单片机实现。2．以数字形式显示测量距离。3．设计的电路要能实现超声波的发送与接收。三、设计应完成的技术资料1．系统流程图一张。2．硬件原理图一份。3．毕业设计说明书一份。四、设计考核的主要知识与

2、技能1．培养学生的团队意识，严格、认真、一丝不苟的科学精神，勇于探索的创新精神2．考核学生对硬件电路设计能力。3．考核学生对软件部分流程设计能力。4．考核学生对控制领域的了解。五、设计时间:年月日至年月日六、指导教师签名:韩硕摘要超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。系统的设计主要包括两部分，即硬件电路

3、和软件程序。硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路，另外还有复位电路和LED控制电路等。我采用以AT89C51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。整个电路采用模块化设计，由信号发射和接收、供电、温度测量、显示等模块组成。发射探头的信号经放大和检波后发射出去，单片机的计时器开始计时，超声波被发射后按原路返回,在经过放大带通滤波整形等环节,然后被单片机接收,计数器停止工作并得到时间。温度测量后送到单片机,通过程序对速度进行校正,结合两者实现超声波测距的功能。软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程

4、序、显示子程序等模块组成。它控制单片机进行数据发送与接收，在一定温度下对超声波速度的校正，还有实现数据正确显示在LED上。另外程序控制单片机消除各探头对发射和接收超声波的影响。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。实际的环境对超声波有很大的影响，如外部电磁干扰电源干扰信道干扰等等，空气的温度对超声波的速度影响也很大。此外供电电源也会使测量差生很大的误差。再设计的过程中考虑了这些因素，并给出了一些解决方案。关键词AT89C51超声波测距目录摘要1第1章绪论11.1课题背景及重要意义11.2国内超声检测发展综述11.3超声波测距存在的问题与课题的意义21.4本文主要研究内

5、容3第2章超声波测距原理与方法52.1超声波简介52.1.1超声波的三种形式52.1.2超声波的物理性质52.1.3超声波对声场产生的作用52.2超声波传感器介绍62.2.1超声波测距原理及结构62.2.2超声波传感器选择92.2.3超声波测距的原理92.2.4发射脉冲宽度102.2.5测量盲区112.3本章小结12第3章系统硬件设计133.1发射电路设计133.1.1发射电路设计方案143.1.2发射电路常用方案143.1.3超声波发射器的注意事项153.2接收电路设计163.3单片机显示电路设计173.3.1LCD显示部分213.3.2报警部分223.4本章小结

6、22第4章软件设计和测量结果分析234.1系统软件设计234.2外部中断子程序274.3定时器中断子程序274.4实现重要功能的程序分析284.4.1实现温度读取功能284.4.2实现根据温度转化声速294.4.3实现距离计算294.5本章小结30第5章结论31致谢32参考文献33附录134附录235基于单片机的超声测距系统设计第1章绪论1.1课题背景及重要意义近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范

7、畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。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，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农