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数字
超声波
测距仪
设计
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电气
- 资源描述：
-
数字超声波测距仪的设计
39页 16000字数+说明书+开题报告+任务书+1张CAD图纸
任务书（测距仪）.doc
数字超声波测距仪的设计开题报告.doc
数字超声波测距仪的设计论文.doc
设计图.dwg
目录
摘要 I
Abstract. II
第1章 概述.. 1
1.1设计的现状.. 1
1.2设计的思路.. 1
1.3设计的重点与难点.. 1
第2章 超声波测距的原理 3
2.1超声波的介绍 3
2.1.1什么是超声波 3
2.1.2超声波的特性及特点 3
2.1.3超声波的应用 3
2.2超声波测距仪的原理 4
2.2.1超声波发生器 4
2.2.2压电式超声波发生器的原理 4
2.2.3超声波测距的原理.. 4
第3章 系统设计.. 7
3.1系统设计. 7
3.2芯片AT89S51介绍.. 7
3.3传感器的选取.. 10
3.3.1传感器的定义及作用.. 10
3.3.2传感器德特性.. 10
3.3.3传感器的选用.. 10
3.4系统硬件电路设计. 13
3.5测距显示电路设计. 13
3.6超声波发射电路的设计 15
3.7超声波接受电路的设计 16
3.8探测电路的设计 16
3.9系统软件的设计 17
第4章 系统的调试.. 20
4.1软硬件的调试.. 20
4.2仪器精度分析及如何提高超声波测距精度.. 20
结论. 23
致谢.. 25
参考文献. 26
附录1. 27
摘要
由于现代生产要求，人们发现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AT89S51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，并使用一些常用的芯片如：74LS04等。系统由单片机、超声波发射电路、超声波接受放大电路以及显示电路构成。由芯片AT89S51控制计算超声波从发射到接受的传送时间，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。采用软件矫正，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。
关键词 测距仪；超声波；传感器；单片机
- 内容简介：
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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：数字超声波测距仪的设计系 （部） 机电工程系 专 业 机械设计制造及自动化 学 生 刘小帅 学 号 26 班 号 10995122 指导教师 焦文良 开题报告日期 哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求。2进度计划是否切实可行。3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施。5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 1. 指导教师签字： 检查日期： 一、课题题目和课题研究现状,选题的目的和意义数字超声波测距仪由于生产需要，人们发现需要无接触式的生产测距，而超声波测距是一种非常好的测距方式，主要应用于倒车雷达，工地以及一些工业现场，具有很好的市场推广前景。本设计就研究一种以单片机为控制核心，高精度，微型化LED显示的超声波测距仪。此种方法设计的超声波测距仪具有易检测、软件功能完善、工作可靠，准确度高的优点。目的：设计一个超声波测距仪。要求能够实现利用超声波进行距离测量，测量时以被测物体无直接接触，能够清晰稳定的显示测量结果。可用于如汽车倒车提醒、液位、井深、管道长度的测量等场合，也可应用于汽车倒车雷达、航海、宇航、石油化工等工业领域。 意义：超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。由于超声波指向性好,能力消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常被用于距离的测量,利用超声波检测距离设计比较简单,计算处理也比较简单,并且在测量精度方面也能达到日常使用要求。超声波是一种频率在20khz以上的声波，作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性：反射、折射、干涉、衍射和散射，与物理联系紧密，应用灵活。并且更适合于高温、高粉尘、高湿度和强电磁干扰等恶劣环境下工作。无论从精度还是可靠性方面，超声波测距都做得比较好。利用超声波测距往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。具有广泛的应用前景。2、 国内外在该方向的研究现状及分析 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。三、课题的基本内容（1） 整体电路结构设计（2） 超声波信号产生电路设计（3） 传感器的选取（4） 硬件电路的设计（5） 测距算法软件的设计四、研究方案及预期达到的目标超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=CT 式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。设计一个达到技术要求的超声波测距仪。通过超声波发送和接受的时间差测得距离，通过数码管显示测得的距离。五、为完成课题已具备和所需的条件（1）熟悉相关理论知识：对本设计要有最基本的认识，如系统的运作原理，距离的采集过程、存储过程、数据处理过程、显示过程、控制过程等要有所了解。其次要掌握单片机的外部硬件结构、功能组成，了解运作原理、编程的方法。同时在对汇编语言掌握的同时，也必须对程序的输入，系统仿真的使用方法有所认识。总之在本毕业设计中涉及到的各种知识在设计准备前期都必须有所掌握，这是整个设计的基础。 (2）编制软件程序：在编写之前要对整个测距系统的功能掌握透彻，哪些功能需要通过硬件实现，哪些功能需要通过软件来实现都必须明确。六、预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施 对相关理论知识不够了解。编制软件程序时可能会遇到大量的知识缺乏。这需要及时查阅大量书籍，必要时需要
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