毕业设计（论文）-基于AT89S52单片机的数字式超声测距仪的设计.doc

郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师(职称)完成时间数字式超声测距仪的设计I数字式超声测距仪的设计摘要由于现代生产要求，人们需要实现无接触式的生产测距，而超声波测距是一种性能良好的测距方式，主要应用于倒车雷达、工地以及一些工业现场，本文设计了一种以AT89S52单片机为核心的低成本、高精度、微型化LED显示超声波测距仪，并使用一些常用芯片如：74hc04等。系统由单片机、超声波发射电路、超声波接收放大电路以及显示电路构成。由芯片AT89S52控制计算超声波从发射到接收的传送时间，从而得到待测距离。本系统具有易检测、软件功能完善，工作可靠、准确度高等优点。本文论述了单片机技术研制成功的超声波测距仪的基本原理，测量计算方法，实现方案。采用软件校正，提高了测量精度和整机的可靠性。实际使用表明，极大的提高了安全性、可靠性和准确度。关键字：测距仪；超声波；传感器；CX20106。数字式超声测距仪的设计IIDigitalultrasonicrangefinderAbstractBecauseofmodernproductionrequirements,itwasdiscoveredthattheneedtoachievetheproductionofnon-contactdistancemeasurement,andultrasonicdistancemeasurementisagoodperformanceoftherangingapproachismainlyusedinreversingradarsitesaswellassomeindustrialfield,thispaperdesignedatoAT89S52MCUasthecoreofthelow-cost,high-precision,micro-LEDdisplayofultrasonicrangefinder,andusesomecommonlyuseddevicessuchas:74HC04,etc.Systemconsistsofmicrocontroller,ultrasonictransmitterandultrasonicreceiveramplifiercircuitanddisplaycircuit.ChipAT89S52controlcalculationbytheultrasonictransmissionfromtransmittoreceivetimeandhencethedistancetobeundertest.Thesystemhaseasytodetect,thesoftwarefullyfunctional,reliable,highaccuracyadvantages.Thispaperdiscussesthesuccessfuldevelopmentofmicrocomputertechnology,thebasicprinciplesofultrasonicrangefinder,measurementmethodofcalculatingimplementations.Useofsoftwarecalibration,improvedaccuracyandmachinereliability.Theactualuseofthatgreatlyimprovessafety,reliabilityandaccuracy.Keywords:distancemeter；ultrasonic；CX20106。目录摘要.IAbstract.II1引言.11.1设计任务.21.2设计思路.21.3设计重难点.22系统概述.22.1超声波的介绍.32.1.1超声波.32.1.2超声波的特点及特性.32.1.3超声波的应用.42.2超声波测距的原理.53系统设计.53.1单片机选型.63.2超声波传感器.103.3温度传感器.123.3.1温度传感器的选用.123.3.2温度对测距的影响.133.4系统硬件设计.133.4.1系统框图.133.4.2发射电路.143.4.3接收电路.153.4.4显示电路.163.5系统软件设计.174系统调试.194.1软硬件的调试.194.2仪器精度分析及如何提高超声测距精度.20结论.22参考文献.23致谢.24附录一图纸.251原理图.252PCB图.25附录二程序清单.26附录三元器件清单.37数字式超声测距仪的设计11引言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。目前国内一般使用的超声波测距仪是由专用集成电路设计而成的，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，对提高我国电子测距实际水平，具有较大的意义。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。21.1设计任务在了解超声波测距原理的基础上，完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的硬件设计。具体设计一个基于单片机的超声波测距器，包括单片机控制电路，发射电路，接收电路，LED显示电路。要求测量精度在5%以内，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。1.2设计思路本系统的设计思想是采用以AT89S52单片机为核心，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示的超声波测距仪。超声波测距可测出发射和接收之间的时间间隔，利用S=vt/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。而限制超声波测距准确度的因素有：超声波的幅度、反射面的质地、反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。根据设计要求并综合