基于單片機(jī)超聲波測距儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-30 20:08本頁面
【正文】 }。P3=P3|0X02。P3=P3amp。i++){P3=P3amp。for(i=0。j++)。for(j=0。 ch=ch1。 } else P0=disp[i]。 if(i==2) { P0=disp[i]amp。i++) { P1=0XFF。for(i=0。 mark=1。//us TH0=256。 IE=0X82。 } }void ttimer(void) interrupt 1 using 1{time++。 mark=0。 l=((measj*100k*10)*10m*10)。 m=(measj*100k*10)。 k=(measj*100)/10。//unit=cm j=(meas/100)。 velocity=。 IE=IE|0X01。 puls()。 if(key1==1) { TR0=0。i++) { display()。 while(key1==0) { for(i=0。 key1=1。i++){disp[i]=a[i]。for (i=0。P3=0XFF。//t0 ,timing 2 TH0=256。void main(void) {volatile unsigned char i=0,j=0,k=0,l=0,m=0。 void puls(void)。 sbit key1=P2^1。sbit key=P2^0。volatile unsigned int time=0。volatile unsigned char time1[3]={0X00},mark=0,mark1=0。參 考 文 獻(xiàn)[1]（第2版）[D].清華大學(xué)出版社，2009[2][D].東南大學(xué)出版社，2011[3]王效華 [D]北京交通大學(xué)出版社，2010[4]張麗靜 潘衛(wèi)華 王紅 張鋒奇 ++程序設(shè)計(jì)教程（第二版）[D],2009[[D].長沙:國防科技大學(xué),2006.[6]葛萬成,[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2002,23(3):253256[7]翟國富,[J].應(yīng)用聲學(xué),1996,15(l):3545.[8][J].聲學(xué)技術(shù),1996,15(3):116118.[9][D].西北:碩士學(xué)位論文,2004.[10][J].實(shí)用測試技術(shù),1994,22(1):6264.[11][J].儀器儀表與裝置,2003,50(3):3436.[12][M].北京:人民郵電出版社,2004.[13][M].北京:科學(xué)出版社,2003.附錄附錄一 超聲波測系統(tǒng)原理圖附錄二 超聲波測系統(tǒng)原理圖安裝圖附錄三 超聲波測系統(tǒng)原理圖PCB圖附錄四 超聲波測距儀產(chǎn)品圖附錄五 元器件清單元件清單單片機(jī)（AT89S52）： 1個電阻（R） ： 330Ω*8 、1K*10K*22K*220K*1開關(guān) ： 1個電容（C） ： 10uF*22pF*1 uF**104*300pF*1晶振 ： 12MHz*1三極管（PNP） ：3個CX20106 ：1個RT40 ：各一個74LS04 ：6個導(dǎo)線若干附錄六 超聲波測系統(tǒng)原理圖C語言原程序includeinclude//includedefine F_CPU 12000000UL //12MHzVolatile unsigned char code a[10]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90}。在做這個課題之前我對C語言應(yīng)用不是很熟練，由于同學(xué)C語言基礎(chǔ)扎實(shí)，在軟件方面都有很多實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，他給我推薦了一些相關(guān)的書籍，還抽出時間給我解釋C語言方面的基本知識，幫助我學(xué)習(xí)相關(guān)知識，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，同時也加速了我對這個領(lǐng)域的了解?；趩纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)超聲波測距是一個當(dāng)前比較熱門、具展?jié)摿Φ恼n題，也是一個創(chuàng)新性比較強(qiáng)的課題，給了我一個很好的體驗(yàn)研究過程的機(jī)會。龍老師的在選題、電路設(shè)計(jì)、錯誤排查、論文撰寫等各方面都對我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和幫助。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠順利完成，首先要感謝老師的悉心指導(dǎo)。最后實(shí)現(xiàn)了以LED顯示的形式顯示測量距離結(jié)果。畫出了protel電路圖，做出了實(shí)物。在本次設(shè)計(jì)方案的選擇上，力求實(shí)用性強(qiáng)，性價(jià)比高，使用簡單。于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。本章分析了各種產(chǎn)生測量誤差的原因以及解決辦法，以更進(jìn)一步提高超聲波測距系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。對于測距系統(tǒng)來說，誤差是不可避免的。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)使用四位的LED數(shù)碼管，再延展一個電子鐘也不會是件難事。本設(shè)計(jì)將可能會增加一個輔助測試模塊——溫度測試模塊，用以校準(zhǔn)聲速在不同溫度下傳播的速度。 展望設(shè)計(jì)由于以上誤差的影響，可能直接影響本設(shè)計(jì)測量精度。例如：單片機(jī)內(nèi)置計(jì)時器的計(jì)數(shù)頻率只有晶振頻率的十二分之一，當(dāng)晶振頻率6MHz時，；當(dāng)晶振頻率為12MHz時，計(jì)數(shù)頻率為1MHz。3. 提高計(jì)時精度，減少時間量化誤差。2. 在超聲波接收回路中串入增益調(diào)節(jié)(AGC)及自動增益負(fù)反饋控制環(huán)節(jié)。其提高測距精度的措施如下：1. 合理選擇超聲波工作頻率、脈寬及脈沖發(fā)射周期。由于測量過程中的隨機(jī)誤差是按統(tǒng)計(jì)規(guī)律變化的，為了減少其影響，可在同一位置處多次重復(fù)測量xi，然后取平均值x作為測量的真值。相對而言，單片機(jī)的時間分辨率還是不太高，如晶振頻率為12MHz時，時間分辨率為1181。圖51 空氣中溫度聲速圖由式(52)和圖61可見，當(dāng)溫度θ從0～40℃變化時，將會產(chǎn)生7%的聲速變化，因此，為了提高測量準(zhǔn)確度，計(jì)算時必須根據(jù)溫度進(jìn)行聲速修正。氣體中聲速受溫度的影響最大。從式(51)可知，聲波傳輸速度與媒介的彈性模量和密度相關(guān)，因此，利用聲速測量距離，就要考慮這些因素對聲速影響。 c也是復(fù)數(shù)，其實(shí)數(shù)部分代表傳播速度，虛數(shù)部分則與衰減常數(shù)(每單位距離強(qiáng)度或幅度的衰減)有關(guān)，測量后者可求得媒質(zhì)中的損耗。高于20kHz 時的機(jī)械波稱為超聲波，媒質(zhì)包括氣體、液體和固體。本系統(tǒng)在編程時選用了后者。s或13181。由于12M晶振的單片機(jī)的時間分辨率是1181。s。38kHz的方波驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波，經(jīng)反射后由超聲波接收頭接收到38kHz的正弦波，由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，在單片機(jī)的外部中斷源輸入端產(chǎn)生一個中斷請求信號。首先測試發(fā)射電路對信號放大的倍數(shù)，先用信號源給發(fā)射電路輸入端一個38kHz的方波信號。發(fā)射超聲波的同時單片機(jī)開始計(jì)數(shù)，接收到回波后利用外中斷0結(jié)束計(jì)數(shù)，按照前面控制和處理部分算法計(jì)算出距離，然后通過顯示子程序調(diào)用字形碼顯示在LED上。這是共陽LED顯示從0到9的字形碼。進(jìn)入該中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時器T0停止計(jì)時，并將測距成功標(biāo)志字賦值1。 ，同時把計(jì)數(shù)器T0打開進(jìn)行計(jì)時。然后開始計(jì)數(shù)并調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個或多個超聲波脈沖，最后打開外中斷0接收返回的超聲波信號。距離計(jì)算公式：d=s/2=(c*t)/2*d為被測物與測距器的距離，s為聲波的來回路程，c為聲速，t為聲波來回所用的時間。 超聲波測距的原理，即超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出的一個超聲波信號，當(dāng)超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接受。
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