基于单片机的超声波测距系统设计与实现 PPT课件

1 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 答辩人 专业 系院 指导教师 2 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 一 课题设计的目的和意义二 系统总体设计三 超声波测距原理方法四 系统硬件电路设计五 系统软件设计六 结论 谢谢听讲 3 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 课题设计的目的和意义1 了解单片机的功能特点2 了解如何用超声波进行距离测量3 了解超声波测距应用领域及现状4 学习用单片机设计一个超声波测距系统 谢谢听讲 4 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 系统总体设计本超声波测距系统是由以下六部分组成 1 单片机控制电路 2 发射电路 3 接收电路 4 显示电路 5 报警电路 6 温度补偿电路 谢谢听讲 5 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 超声波测距的原理方法1 声波幅值检测法最廉价最简单 易受反射波的影响 精确度最低 2 相位检测法相位检测法是利用发射波与反射波之间的相位差来实现超声波测距 该方法虽然测量精确度高精度高 但是检测范围有限 谢谢听讲 6 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 3 渡越时间法其原理为 检测从发射传感器发射的超声波经气体介质传播到接收传感器的时间t 这个时间就是渡越时间 然后求出距离L 设L为测量距离 t为往返时间差 超声波的传播速度为c 则有L ct 2 工作方式简单 直观 在硬件控制和软件设计上都容易实现 综合以上分析 本设计将采用渡越时间法 超声波也是一种机械波 因而在空气中传播时会受到温度 压力等的影响 温度对超声波在空气中的传播影响尤为大 因此测距系统需要进行温度补偿 谢谢听讲 7 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 系统硬件设计系统硬件设计框图 8 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 1 STC89C51单片机STC89C51RC是采用8051核的ISP InSystemProgramming 在系统中可编程芯片 最高工作时钟频率为80MHz 片内含4KBytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器 器件兼容标准MCS 51指令系统及80C51引脚结构 芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元 具有在系统可编程 ISP 特性 配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部 省去了购买通用编程器 而且速度更快 STC89C51RC系列单片机是单时钟 机器周期 1T 的兼容8051内核单片机 是高速 低功耗的新一代8051单片机 全新的流水线 精简指令集结构 内部集成MAX810专用复位电路 谢谢听讲 9 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 2 超声波发射电路发射电路设计的主要目的是抬高输入到发射探头的电压及其功率 本系统用单片机P1 0发射一组方波脉冲信号 其输出波形稳定可靠 但输出电流和输出功率很低 不能够推动发射传感器发出足够强度的超声信号 所以在此间加入一个单电源乙类互补对称功率放大电路 谢谢听讲 10 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 3 超声波接收电路因压电效应晶片只能提供微小交变的电压信号 而不能提供电流信号 所以需要一个前置放大电路将这一微小交变电压信号充分放大 同时考虑可能出现干扰信号 放大有用信号的同时加入滤波电路 前置放大电路单元的作用是对有用的信号进行放大 并抑制其它的噪声和干扰 从而达到最大信噪比 谢谢听讲 11 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 4 LCD1602显示电路LCD1602液晶显示屏具有小体积 低消耗 使用方便和显示内容丰富等优点 比数码管更专业 美观 5 蜂鸣器报警电路由于蜂鸣器正常工作需要的电流较大 因此在连接到蜂鸣器之前 需要添加一个三极管进行电流放大 6 DS18B20温度补偿电路该温度传感器具有使用简单 体积小 精度高 连接方便和线路简单等特点 谢谢听讲 12 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 系统软件设计软件设计的总体框图 谢谢听讲 13 基于单片机的超声波测距系统的设计与实现 结论能够测量范围在2cm 4m的距离 精度为1cm