【正文】 （15）所以,只需要測量出超聲波傳播的時間 t,就可以通過公式計算出距離 H. 研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)本文設(shè)計的超聲波測距系統(tǒng)通過溫度補(bǔ)償計算出當(dāng)時聲波速度，能較準(zhǔn)確的測量出距離。 tA超聲波發(fā)射 障礙物 S H θ超聲波接收圖 超聲波的測距原理 ?cosSH? （11）)(Lartg （12）式中:L兩超聲波傳感器之間中心距離的一半。先確定聲速，然后只需要測得超聲波在介質(zhì)中傳播的時間，即可求得距離。在使用時，如果傳播介質(zhì)的溫度變化不是很大，則可以認(rèn)為超聲波速度在介質(zhì)的傳播過程中是近似不變的。 以 室 溫 為 例 ， 超 聲 波 在 大 氣 中 的 傳 播 速 度 為 340m/s， 計 時 器 記 錄 的時 間 為 t， 就 可 以 計 算 出 發(fā) 射 端 到 距 障 礙 物 的 距 離 (s)， 即 ： s=340t/2。測試表明本系統(tǒng)的精度較高，在厘米級別。本系統(tǒng)通過采用 DS18b20對聲波的速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，將溫度影響降到最低。同時由于超聲波測距系統(tǒng)具有以上的這些優(yōu)點，因此在汽車倒車?yán)走_(dá)的研制方面也得到了廣泛的應(yīng)用。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于實現(xiàn)實時控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實用的指標(biāo)要求，因此為了使移動機(jī)器人能夠自動躲避障礙物行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的位置信息（距離和方向） 。可在不同環(huán)境中進(jìn)行距離準(zhǔn)確度在線標(biāo)定，可直接用于水、酒、糖、飲料等液位控制，可進(jìn)行差值設(shè)定，直接顯示各種液位罐的液位、料位高度。由于超聲測距是一種非接觸檢測技術(shù)，不受光線、被測對象顏色等的影響，較其它儀器更衛(wèi)生，更耐潮濕、粉塵、高溫、腐蝕氣體等惡劣環(huán)境，具有少維護(hù)、不污染、高可靠、長壽命等特點。隨著科技水平的不斷提高，超聲波測距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪?。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。關(guān)鍵詞：AT89S51；超聲波測距 ；DS18b20 溫度檢測畢業(yè)設(shè)計II目錄摘要 ......................................................................IABSTRACT .................................................................II第一章 緒論 ...............................................................1 研究背景及意義 .................................................................1 超聲波測距的原理概述 ...........................................................1 研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu) .............................................................2第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 .......................................................4 .................................................................4 控制器的選擇 .............................................................4 超聲波傳感器選擇 .........................................................4 測溫傳感器選擇 ...........................................................5 顯示子系統(tǒng)選擇 ...........................................................5 系統(tǒng)總體設(shè)計 ...................................................................5第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .......................................................7 單片機(jī)控制電路設(shè)計 .............................................................7 超聲波發(fā)射及接收電路設(shè)計 .......................................................8 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計 .......................................................8 超聲波接收電路的設(shè)計 ......................................................10 溫度檢測電路設(shè)計 ..............................................................10 LED數(shù)碼管顯示電路設(shè)計 ........................................................11 ..................................................................12第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................................13 系統(tǒng)的算法設(shè)計 ................................................................13 主程序設(shè)計 ....................................................................13 定時器 T1中斷服務(wù)子程序設(shè)計 ...................................................14 外部中斷 INT0中斷服務(wù)子程序的設(shè)計 .............................................16 DS18B20測溫程序設(shè)計 ..........................................................16 ..................................................................20第五章 硬件測試及誤差分析 ................................................21第六章 總結(jié) ..............................................................23參考文獻(xiàn) .................................................................24附錄 1 ：硬件電路原理圖 ...................................................26附錄 2 ： 源程序 ..........................................................27畢業(yè)設(shè)計1第一章 緒論 研究背景及意義隨著科技發(fā)展，電子測量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，而超聲波測量精確高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞。本系統(tǒng)設(shè)有DSl8b20數(shù)字溫度傳感器，能測量環(huán)境的溫度，以此來校正超聲波的速度，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確。超聲波經(jīng)放大后發(fā)射出去，單片機(jī)的計時器開始計時，當(dāng)超聲波被反射原路返回后，再經(jīng)過放大、濾波、整形等環(huán)節(jié)，被單片機(jī)接收，計時器停止計時。本系統(tǒng)采用以AT89s51單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路。畢業(yè)設(shè)計學(xué)號： 14082500075畢 業(yè) 論 文題 目 ： 基 于 AT89S51 的 超 聲 波 測 距 系 統(tǒng) 的設(shè) 計 與 實 現(xiàn)作 者 向杰 屆 別 2022學(xué) 院 物理與電子學(xué)院 專 業(yè) 電 子 科 學(xué) 與 技 術(shù)指導(dǎo)老師 梅孝安 職 稱 副教授完成時間 畢業(yè)設(shè)計I摘要 超聲波是指頻率在 20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。隨著科技水平的不斷提高，超聲波測距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪小Ｕ麄€電路采用模塊化設(shè)計，由信號發(fā)射和接收、供電、溫度測量、顯示等模塊組成。用時間乘以速度就得到了測量距離。本系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計科學(xué)合理，實際測量誤差小于3%。超聲波是指頻率在20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。正是因為具有這些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測量中。一般的超聲波測距儀可用于固定物位或液位的測量，適用于建筑物內(nèi)部、液位高度的測量等。因此可廣泛應(yīng)用于紙業(yè)、礦業(yè)、電廠、化工業(yè)、水處理廠、污水處理廠、農(nóng)業(yè)用水、環(huán)保檢測、食品（酒業(yè)、飲料業(yè)、添加劑、食用油、奶制品） 、防汛、水文、明渠、空間定位、公路限高等行業(yè)中。因此，超聲在空氣中測距在特殊環(huán)境下有較廣泛的應(yīng)用。因此超聲波測距在移動機(jī)器人的研究上得到了廣泛的應(yīng)用。實際的工作環(huán)境對超聲波的影響很大，如空氣的溫度對超聲波的速度影響，及供電電源的穩(wěn)定也會使測量產(chǎn)生很大的誤差。而系統(tǒng)的電源是 9V電先通過三端穩(wěn)壓芯片 7805，然后提供的穩(wěn)定 5V電壓。 超聲波測距的原理概述發(fā) 射 器 對 某 一 方 向 發(fā) 射 超 聲 波 ， 在 發(fā) 射 超 聲 波 的 同 時 開 始 計 時 ， 超 聲