【正文】 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來越廣。本設(shè)計對超聲波傳感器測距的可能性進(jìn)行了理論分析，利用單片機(jī)以及超聲波在介質(zhì)的傳播特性等知識，在此基礎(chǔ)上設(shè)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。為了保證超聲波測距模塊的可靠性和穩(wěn)定性，其本身采取了相應(yīng)的抗干擾措施。該測距儀最大測量距離是400cm，最小測量距離是2cm，精確度是2cm。這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計合理、抗干擾能力強(qiáng)且實時性良好，經(jīng)過系統(tǒng)擴(kuò)展和升級，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)檢查、日常生活、無人駕駛汽車、自動作業(yè)現(xiàn)場的自動引導(dǎo)小車及機(jī)器人等。關(guān)鍵詞：超聲波測距 單片機(jī) LED顯示 ABSTRACTWith the rapid development of science and technology, ultrasonic will be used more widely in science and technology. This design theoretically analyzed the possibility of ultrasonic sensors measure distance, it uses the knowledge of microcontroller and ultrasonic propagation in the medium, and adopts DS18B20 for temperature feedback, this system is designed on the basis of the overall program, and its functions finally achieved through various hardware and software modules. In order to ensure the reliability and stability of the Ultrasonic Ranging method of antiinterference was used in this system. The maximum and the minimum measuring distance of this system is 80cm and 4cm, and its accuracy is 3cm. The system have abilities of The hardware and software of this system designed reasonable. of antiinterference and good realtime. With the expansion and upgrades of the system, the design can be widely used in industrial production, medical examination, daily life, unmanned vehicles, automated guided vehicle at the automatic field, robots, and liquid level gages etc.Key words：ultrasonic ranging MCU temperature sensor目錄摘要 IABSTRACT II前言 IV1緒論 1 選題背景及意義 1 超聲波介紹及其應(yīng)用領(lǐng)域 12超聲波測距系統(tǒng) 3 3 3 4 4 5 本章小結(jié) 53超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計 6 6 7 9 顯示電路的選擇與設(shè)計 10 11 12 本章小結(jié) 134系統(tǒng)軟件設(shè)計 14 14 程序 15 本章小結(jié) 205系統(tǒng)調(diào)試與誤差分析 21 21 21 本章小結(jié) 21結(jié)論 22參考文獻(xiàn) 23致謝 24附錄 25前言隨著科技的迅猛發(fā)展越來越多科技成果被廣泛的運用到人們的日常生活當(dāng)中,給我們的生活帶來了諸多方便。本設(shè)計就是本著這個宗旨出發(fā),利用超聲波的特性來為我們服務(wù)。由于超聲波指向性強(qiáng),因而常于距離的測量。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即：s=vt/2 。這就是所謂的時間差測距法。利用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,并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實用的要求, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的超聲波技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。超聲波測距技術(shù)在社會生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)等，它們測距精度一般較低。目前對超聲波高精度測距系統(tǒng)的需求越來越大。展望未來，超聲波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，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。未來的超聲波測距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問題也能得以解決。1緒論 選題背景及意義隨著社會的發(fā)展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。超聲波測距由于其能進(jìn)行非接觸測量和相對較高的精度，越來越被人們所重視。本設(shè)計的超聲波測距儀，可以對不同距離進(jìn)行測試，并可以進(jìn)行詳盡的誤差分析。對本設(shè)計的研究與設(shè)計，還能進(jìn)一步提高自身的電路設(shè)計水平，深入對單片機(jī)的理解和應(yīng)用。利用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,并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實用的要求, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的超聲波技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。超聲波測距技術(shù)在社會生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)、機(jī)器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場例如：液位、井深和管道長度等場合等，目前對超聲波高精度測距系統(tǒng)的需求越來越大。展望未來，超聲波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，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。未來的超聲波測距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問題也能得以解決。因此研究超聲波測距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實意義。 超聲波介紹及其應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)物體振動時會發(fā)出聲音。科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。人類耳朵能聽到的聲波頻率為20～20K赫茲。當(dāng)聲波的振動頻率大于20K赫茲或小于20赫茲時，人們便聽不見了。因此，把頻率高于20K赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點。可用于測距，測速，清洗，焊接和碎石等。在醫(yī)學(xué)，軍事，工業(yè)以及農(nóng)業(yè)上有明顯的作用。理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個物體振動的能量與振動頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)質(zhì)點振動的頻率很高，因而能量很大。在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，超聲波傳感器模塊在測量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。利用單片機(jī)控制超聲波檢測模塊往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且測量精度較高。應(yīng)用領(lǐng)域如下：1機(jī)械行業(yè)：防銹油脂的去除；量具刃具的清洗；機(jī)械零部件的除油除銹發(fā)動機(jī)、化油器及汽車零件的清洗，過濾器及濾網(wǎng)的疏通清洗等等。 2表面處理行業(yè)：電鍍前的除油除銹；離子鍍前清洗；磷化處理；清除積炭，氧化皮，拋光膏，金屬工件表面活化處理等等。 3醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器械的清洗，消毒，殺菌，實驗器皿的清洗等等。4儀器儀表行業(yè)：精密零件的高清潔度清洗，裝配前清洗等等。5機(jī)電電子行業(yè)：印刷線路板除松香，焊斑；高壓觸點，接線柱等機(jī)械電子零件的清洗等等。6光學(xué)行業(yè)：光學(xué)器件的除油、除汗和清灰等。7半導(dǎo)體行業(yè)：半導(dǎo)體晶片的高清潔度清洗。8科教文化：化學(xué)生物等實驗器皿的清洗和除垢。9鐘表首飾：清除油泥、灰塵、氧化層和拋光膏等。10石油化工行業(yè)：金屬濾網(wǎng)的清洗疏通、化工容器和交換器的清洗等等。11紡織印染行業(yè)：清洗紡織錠子和噴絲板等。12其它：