【正文】 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)，傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外線傳感器、壓力傳感器等等，其中超聲波傳感器在測(cè)量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。 超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開(kāi)關(guān)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法。超聲波由于指向性強(qiáng)﹑ 能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而經(jīng)常用于測(cè)量物體的距離 、 厚度 、 液位等領(lǐng)域。 本課題詳盡細(xì)紹了超聲波傳感 器的原理和特性，以及 STC 公司的STC12C5A60S2 單片機(jī)的性能和特點(diǎn)，并在分析了超聲波測(cè)距的原理的基礎(chǔ)上，指出了設(shè)計(jì)測(cè)距系統(tǒng)的思路和所需考慮的問(wèn)題，給出了以單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵字： 傳感器 ， 超聲波測(cè)距 , 單片機(jī)， STC12C5A60S2 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT Sensor technology is one of the main contents of modern information technology,information technology, including puter technology, munication technology and sensor technology, sensor is the most important link for realizing automatic detection and automatic control, such as temperature sensor, photoelectric sensors, humidity sensors, ultrasonic sensors, infrared sensors, pressure pickup, the ultrasonic sensor has a wide application, mon measurement in the. Ultrasonic ranging is a use of acoustic properties, electronic counter,photoelectric switch are bined to realize the noncontact distance measurement. Ultrasonic as strong point, slow energy consumption and spread in the medium distance, and therefore frequently used to measure the distance of the object level, thickness,etc.. This paper introduces the principle and characteristics of finely detailed ultrasonic sensor, and the STC pany39。s STC12C5A60S2 chip performance and characteristics, and on the basis of analyzing the principle of ultrasonic ranging,points out the ranging system design ideas and issues to be considered, given the low cost, the single chip puter as the core of the high precision micro digital display, the hardware circuit and software design method of ultrasonic range finder. KEYWORDS:Sensor, ultrasonic distance measurement, SCM,STC12C5A60S2 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1章 緒論 ........................................................1 課題的背景 ..................................................1 課題研究綜述 ................................................2 研究?jī)?nèi)容與方法 ..............................................3 論文內(nèi)容說(shuō)明 ................................................3 第 2章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) ............................................5 超聲波測(cè)距原理綜述 ..........................................5 溫度補(bǔ)償 ....................................................7 方案總體設(shè)計(jì) ................................................7 方案論證 ....................................................8 控制模塊 .................................................8 顯示模塊 .................................................9 溫度模塊 ................................................10 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...............................................11 單片機(jī)控制模塊 .............................................11 STC12C5A60S2 單片機(jī) .....................................11 STC12C5A60S2 單片機(jī)引腳功能 .............................11 單片機(jī)最小系統(tǒng) ..........................................14 超聲波測(cè)距模塊 .............................................14 超聲波傳感器介紹 ........................................14 超聲波發(fā)射電路 ..........................................15 超聲波接收電路 ..........................................16 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04................................17 顯示模塊 ...................................................17 溫度補(bǔ)償模塊 ...............................................18 報(bào)警模塊 ...................................................19 電源模塊 ...................................................19 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................21 主程序設(shè)計(jì) .................................................21 子程序設(shè)計(jì) .................................................22 定時(shí)器程序設(shè)計(jì) .............................................23 實(shí)現(xiàn)重要功能的程序分析 .....................................24 DS18B20 溫度測(cè)量子程序 ..................................24 顯示處理子程序 ..........................................25 判斷報(bào)警子程序 ..........................................26 第 5章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 .........................................28 系統(tǒng)硬件調(diào)試方法及過(guò)程 ......................................28 短路與虛焊檢測(cè) ..........................................28 上電測(cè)試 ................................................28 顯示模塊與報(bào)警模塊測(cè)試 ..................................29 溫度傳感器測(cè)試 ..........................................29 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法及過(guò)程 ......................................29 調(diào)試現(xiàn)象 ..................................................... 誤差分析 ..................................................... 第 6 章 總結(jié) 與展望 .................................................. 致 謝 .............................................................. 參考文獻(xiàn) ............................................................ 附錄一 超聲波測(cè)距原理圖 ........................................... 附錄二 源程序 ..................................................... 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 課題的背景 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一， 現(xiàn)代 信息技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù) 等 ，計(jì)算機(jī)技術(shù)相當(dāng)于人 類(lèi) 的大腦，通信相當(dāng)于人類(lèi) 的神經(jīng)，而傳感器就相當(dāng)于人 類(lèi) 的感官。 其中傳感器技術(shù)在很多領(lǐng)域都有廣泛的使用， 比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外線傳感器、壓力傳感器等等，其中超聲波傳感器在測(cè)量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。 超聲波是指頻率在 20KHz～ 106KHz 的機(jī)械波，在空氣中的傳播速度 約 為340m/s，波長(zhǎng)為 ～ 10cm。 它 有兩種 形式：橫向振蕩及縱向振蕩。超聲波在氣體、液體及固體中 都可 傳播， 但 其傳播速度各有差異。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過(guò)程中會(huì)發(fā)生衰減。在空氣中傳播的超聲波，其頻率較低，一般為幾十千赫茲，而在固體、液體中則頻率較高。 超聲波 在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播 時(shí)， 衰減較慢，傳播較遠(yuǎn)。超聲波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于分子 大小 ，這 說(shuō)明超聲波本身不能直接對(duì)分子起作用，而是 超聲波 通過(guò)周?chē)h(huán)境的物理作用影響分子，所以超聲波的作用與其 所應(yīng)用 的環(huán)境密切相關(guān)。超聲波既是一種波動(dòng)形式，又是一種能量形式，在傳播過(guò)程中 它 與媒介相互作用產(chǎn)生 超聲效應(yīng)。超聲波作為一種特殊的能量輸入方式，所具有的高效能在材料化學(xué)中起到光 、力、 電 、熱等方法所無(wú)法達(dá)到的作用。近年來(lái)，隨著超聲波技術(shù)的日益發(fā)展與 日趨 成熟，其在 新型 材料合成、化學(xué)反應(yīng)、傳遞過(guò)程的強(qiáng)化以及 污水 廢水處理等領(lǐng)域都 取 得了廣泛的應(yīng)用。在 新型 材料合成中，尤其是