【正文】 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2022屆自考本科生畢業(yè)論文（設計） 目 錄 摘 要 ................................................................... 1 引 言 ...................................................................3 第一章 系統(tǒng)方案設計 .................................................. 4 167。 設計要求 ....................................................... 4 167。 設計思路 ....................................................... 4 167。 超聲波的接收與處理 .......................................... 4 167。 身高測量算法構思 ............................................ 4 167。 硬件部分調試分析構思 ........................................ 5 167。 設計思路總結 ................................................ 5 第二章 設計原理及設計框圖 ............................................ 6 167。 設計原理 ....................................................... 6 167。 設計框圖 ....................................................... 6 第三章 傳感器和電源的比較與選擇 ...................................... 8 167。 傳感器設計的方案選擇 ........................................... 8 167。 T/R4010傳感器設計電路 ............................... 8 167。 LM1812傳感器設計電路 ................................. 8 167。3 .2 電源電路設計的方案選擇 ........................................ 9 167。 采用二極管穩(wěn)壓電路設計： .................................... 9 167。 采用 7805 三端穩(wěn)壓器電源： .................................. 10 第四章 系統(tǒng)硬件電路設計 ............................................. 11 167。 單片機系統(tǒng)及顯示電路 .......................................... 11 167。 超聲波發(fā)射電路 ................................................ 13 167。 超聲波檢測接收電路 ............................................ 13 167。 共陰極七段 LED數碼管 .......................................... 14 第五章 系統(tǒng)軟件設計 ................................................. 15 167。 程序流程圖 .................................................... 15 167。 主程序設計 .................................................... 16 167。 超聲波發(fā)射子程序和接收中斷程序設計 ............................ 16 167。 超聲波發(fā)射子程序 .......................................... 16 167。 超聲波接收中斷程序 ........................................ 17 第六章 電 路調試與分析 ............................................... 19 167。 硬件部分調試與分析 ............................................. 19 167。 程序調試與分析 ................................................. 19 參考文獻 .... .......................................................... 20 附 錄 ................................................................. 21 附錄 A 主要原理圖 ................................................... 21 附錄 B 產品及市場成品圖 ............................................. 21 附錄 C C語言程序 .................................................... 22 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2022屆自考本科生畢業(yè)論文（設計） 第 1 頁 共 27 頁 超聲波身高測量儀 摘 要 :論文首先介紹了超聲波測 身高 的基本原理，隨后對幾種可性的方案進行了方案論證，確定最后的設計方案，并對整個的設計方案作了詳細的介紹。 在此本設計中硬件設計電路主要由單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接受電路組成。軟件設計 由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序等部分。 本次設計用超聲波良好的反射性能，采用回波測距法來實現(xiàn) 。使用在空氣中效率較高的中心頻率為 40KHz 的超聲波探頭來完成發(fā)射與接收功能，用四位數字顯示以達到 1cm的分辨率和 13m的測量范圍。公式如下： d=s/2=（ c*t） /2 。 d為被測物與測發(fā)生器的距離， s 為聲波的來回路程， c 為聲速， t 為聲波來回所用的時間。 在此基礎上設計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊。相關部分附有硬件電路圖、程序流程圖。 關鍵詞： AT89C52 超聲波 發(fā)射 接收 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2022屆自考本科生畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 共 27 頁 Ultrasonic height measuring instrument Abstract： Paper first introduces the basic principle of ultrasonic distance measurement, then the solution of several can be carried out of the demonstration program to determine the final design, and design a whole were described in detail. In this design, hardware design of the circuit mainly by the SCM system and the display circuit, ultrasonic transmitter and ultrasonic testing to accept circuit. Software design from the main program, subroutine ultrasound, ultrasound receiver interrupt program and display routines and other parts. The design of ultrasonic sound reflection properties, the use of echo ranging method to achieve. Higher efficiency in air using a center frequency of 40KHz ultrasound probe to plete transmit and receive functions, with four figures in order to achieve a resolution of and 13cm of the measuring range. The following formula: d = s / 2 = (c * t) / 2. d for the measured object and measuring the distance between generator, s is the sound of the roundtrip distance, c is the speed of sound, t is the sound back and forth the time spent. On this basis, the overall design of the system program, and finally achieved through various hardware and software modules. With the relevant parts of the hardware circuit, the program flow chart. Keywords: AT89C52,Ultrasonic,Launch,Receive 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2022屆自考本科生畢業(yè)論文（設計） 第 3 頁 共 27 頁 引 言 超聲波測身高就是利用反射特性，通過發(fā)生器不斷發(fā)射出 40KHz超聲波遇到障礙物后反射會反射波，在通過接收器接收發(fā)射波信號，并將其轉換為電信號。相比于其他技術，超聲波定位技術體積小、成本高，制作也簡易。非常適合短距離的測量定位。 人體身高距離是在不同的場合和控制中需要檢測的一個參數，測距成為數據采集中要解決的一個問題。 超聲波檢測往往比較迅速、方便 、計算簡單、易于做到實時控制由于超聲波指向性強 ，能量消耗緩慢， 在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離的測量，況且它適合與高溫，高粉塵，高濕度和高強電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。 其用途極度廣泛，例如 :測繪地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等。 超聲測距儀在先進的機器人技術上也有應用，把超聲波源安裝在機器人身上，由它不斷向周圍發(fā)射超聲波并且同時接收由障礙物反射回波來確定機器人的自身位置，用它作為傳感器控制機器人等等。 單片機一般由中央處理器 CUP、存儲器和輸入輸出 I/O 組成。自 1979 年第一臺單片機誕生以來，單片機作為微型計算機一個分支，以其 體積小、功能多、應用靈活等諸多優(yōu)勢，得到越來越廣泛的應用。 展望未來，超聲波測身高作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更高定位更高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。 本設計采用超聲波在空氣中運行原理設計的一種光機電一體化的身高測量儀。 下面介紹本次設計的具體實現(xiàn)方法。 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 2022屆自考本科生畢業(yè)論文（設計） 第 4 頁 共 27 頁 第一章 系統(tǒng)方案設計 方案設計是整個設計首要解決的問題，沒有好的方案就沒有好的設計。下面做本次設計方案的詳細介紹。 167。 設計要求 設計一個超聲波測身高的作品，以空氣中超 聲波傳播速度為確定條件，利用超聲波的發(fā)射與反射時間差來測量待測的身高距離。要 求電路簡潔，制作方便、性能可靠。測量范圍不低于 1～ 3 米，測量精度為 1cm，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測量結果，測量結果以每 1cm 往上遞增，當高位為“ 0”時，則不顯示，以達到省電的目的，當測量距離低于最小距離時，則顯示最小距離“ 30” cm。 167。 設計思路 超聲波是指頻率高于 20KHz的機械波。為了以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲 波和接收超聲波。超聲波傳感器是利用壓電效應的原理將電能和超聲波相互轉化，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉換， 發(fā)射超聲波；而在收到回波的時候，則將超聲振動轉換成電信號 。 167。 超聲波的接收與處理 接收頭采用與發(fā)射頭配對的 UCM40R，將超聲波調制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘?，經運算放大器 IC1A 和 IC1B 兩極放大后加至 IC2。 IC2 是帶有鎖定環(huán)的音頻譯碼 。 集成塊 LM567，內部的壓控振蕩器的中心頻率 f0=1/，電容 C4 決定其鎖定帶寬 。調節(jié) R8在發(fā)射的載