基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 其處于高阻狀態(tài)而無法正常工作。 （9）較高的性價比。 （5）雙DPTR數(shù)據(jù)指針。 STC89C51單片機(jī)還具有以下特點(diǎn)： （1）ISP與IAP編程方式。它具有高速/低功耗的優(yōu)點(diǎn)，工作頻率最高可達(dá)到25MHz～50MHz。 （6）1—表示該芯片內(nèi)部程序存儲空間的大小為4KB 。 （3）9—表示內(nèi)部含F(xiàn)lash E178。 ⑤武器裝備。 ③消費(fèi)類電子產(chǎn)品。目前單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛： ①工業(yè)自動化。但超聲波的發(fā)射和接收仍然是我們要研究的重要問題。 （5）顯示電路。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件主要由以下六部分組成： （1）單片機(jī)系統(tǒng)。然而，該短時間內(nèi)所走過的長度我們是不能檢測到的，即為測量盲區(qū)。顯而易見，發(fā)射探頭所發(fā)出的超聲波必然會先傳播到接收探頭。空氣中聲速與溫度的關(guān)系可表示為：一般來說，c隨著溫度每升高1℃。該方法簡單而直接，極易實(shí)現(xiàn)。該方法雖然測量精確度高精度高，但是檢測范圍有限。接收調(diào)制波的強(qiáng)度為，則接收與發(fā)射時刻的相位差為，時間差為。通過不斷的進(jìn)行周期測量，就可以得出移動測量的值。當(dāng)高電平輸出時，定時器開始計時。這個高電平所持續(xù)存在的時間就是超聲波往返的時間。能夠給出至少10us的高電平信號。HCRS04模塊不但性能比較穩(wěn)定、測度距離精確，而且該模塊的測量精度高，盲區(qū)小。 超聲波發(fā)生器可分為兩大類： 一是電氣方式產(chǎn)生超聲波； 二是機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。 （7）超聲波不但是一種波動形式，可作為媒介如B超等進(jìn)行醫(yī)療診斷；同時也是一種能量形式，可對患者進(jìn)行治療。 （4）超聲波能夠在固、液、氣、固熔等介質(zhì)中傳播。如今超聲波被應(yīng)用到諸如工業(yè)、醫(yī)療、軍事等各種行業(yè)當(dāng)中。通過本次設(shè)計，完善自我，學(xué)習(xí)了解單片機(jī)的相關(guān)知識。T0時刻由超聲波模塊的發(fā)射端發(fā)射一束方波，并于此時定時器開始工作計時。如果距離超出設(shè)定的值，報警電路就會鳴叫，即提醒測量距離超出量程。 (6)聲音報警電路。 (2)接收電路。就目前來說，國內(nèi)雖然對超聲波回波信號的處理有了較為成熟的研究發(fā)展，由于它對超聲波測距的探測定位具有關(guān)鍵性作用，因此國內(nèi)學(xué)者仍然將它作為重要研究方向之一。 自從進(jìn)入21世紀(jì)開始，國內(nèi)的廣大學(xué)者和科研人員就對超聲波測量精確度的提高方面進(jìn)行了大量的嘗試研究。 人們一直很重視如何降低輸入信號的信噪比。超聲波在機(jī)器人的研制和倒車?yán)走_(dá)等實(shí)例中也被廣泛使用。對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，無論在什么樣的環(huán)境中，都能夠進(jìn)行精確測量并標(biāo)定準(zhǔn)確度。 超聲波是一種非常實(shí)用有效的測量方法，人們借用它不需要接觸物體就可以進(jìn)行精確測量。伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，電子測量技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，而超聲波測距技術(shù)因擁有測量精確度高、成本消耗低、性能穩(wěn)定度高等優(yōu)點(diǎn)則成為其中的佼佼者。濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 研究的背景和意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 課題研究內(nèi)容和意義 2第二章 超聲波測距的原理 5 超聲波介紹 5 超聲波傳感器的介紹 5 傳感器的選擇 6 超聲波測距的原理 7 溫度補(bǔ)償 8 測量盲區(qū) 9 本章小結(jié) 9第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 10 系統(tǒng)硬件設(shè)計 10 單片機(jī)概述 11 STC89C51主要性能特點(diǎn) 11 STC89C51結(jié)構(gòu)組成 12 STC89C51內(nèi)部組成 14 超聲波發(fā)射電路設(shè)計 15 發(fā)射電路設(shè)計方案 15 超聲波發(fā)射器的注意事項(xiàng) 16 超聲波接收電路設(shè)計 17 LCD顯示部分 18 報警部分 20 DS18B20部分 21 本章小結(jié) 21第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 22 系統(tǒng)軟件設(shè)計 22 外部中斷子程序 24 定時器中斷子程序 25 重要功能實(shí)現(xiàn) 26 實(shí)現(xiàn)溫度讀取功能 26 實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換聲速 27 實(shí)現(xiàn)距離計算 27 實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù) 28 本章小結(jié) 28結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 30謝辭 31附錄一（實(shí)物圖） 32附錄二（Proteus仿真圖） 33i第一章 緒論 研究的背景和意義 隨著科技的發(fā)展，超聲波已經(jīng)可以對實(shí)物做出精確測量。科技在不斷發(fā)展，人們的需求也在不斷提高，因此，超聲波逐漸被人們應(yīng)用到生活和個行業(yè)（如醫(yī)療、工業(yè)、航天等）當(dāng)中。所以能夠廣泛應(yīng)用于化工、污水、環(huán)境監(jiān)測等諸多具有腐蝕性的行業(yè)中。因此，超聲波測距在空氣和特殊環(huán)境中擁有較廣泛的應(yīng)用。因此傳統(tǒng)方法對提取回波信號已無效。自20世紀(jì)90年代開始，經(jīng)過十多年的發(fā)展，混沌理論作為一種新的檢測方法出現(xiàn)，并在在微弱信號檢測中具有巨大的潛力。更是針對影響超聲波測距精確度的措施提出了溫度補(bǔ)償?shù)确椒ā? 由圖可知本系統(tǒng)硬件設(shè)計是由六部分組成，分別為： (1)發(fā)射電路。 (5)溫度測量電路。經(jīng)過STC89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后將距離也顯示到LCD上。 從效益和成本出發(fā)，HCSR04超聲波測距模塊是一個非常好的選擇。兩次測得的時間差，就是我們所需要的超聲波在媒介中的傳播時間t，通過進(jìn)一步計算便可以得出距離。第二章 超聲波測距的原理 超聲波介紹 所謂超聲波就是頻率超過20KHz人耳不能辨識的音波。 （3）超聲波載體性很強(qiáng)，可作為載體進(jìn)行治療操作。這是其之所以能夠成為測量距離的重要方法之一的原因之一。 傳感器的選擇 本課題設(shè)計選用的是HCSR04超聲波模塊。電氣參數(shù)超聲波模塊HCSR04工作電壓DC5V工作電
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