【正文】 溫，高、低壓，強(qiáng)輻射，有毒氣、液體環(huán)境等)受到傷害，還大大提高了測量精度，可靠性高。 課題的研究意義超聲波測距是一種極有潛力的方法，近距范圍內(nèi)超聲測距有其不受光線影響、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點。因此超聲波作為非接觸測量手段，己越來越引起人們的重視。其次，超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強(qiáng)、有毒等惡劣環(huán)境中。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器33 課題的提出及研究意義 課題的提出測距的原理和方法有很多，根據(jù)其信息載體的不同可歸納為光學(xué)方法、無線電方法和超聲波方法。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器。為了使移動機(jī)器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的距離信息（距離和方向）。由于超聲波指向性強(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，如超聲波測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便，且計算簡單、易于做到實時控制，在測量精度方面也能達(dá)到工業(yè)實用的要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。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)常用于距離的測量。機(jī)器人通過其感知系統(tǒng)察覺前方障礙物距離和周圍環(huán)境來實現(xiàn)繞障、自動尋線、測距等功能。隨著機(jī)器人技術(shù)在其誕生后短短幾十年中的迅猛發(fā)展,它的應(yīng)用范圍也逐步由工業(yè)生產(chǎn)走向人們的生活。近年來，隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展，運用超聲波精確測量已成可能。超聲波是指頻率在20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。AbstractThe features of the good performance,low cost，easy use are inearnated in the ultrasonic distance measurement ultrasonic distance measurement sensor is usually used at thescene robot positioning system，automatic vehicle navigation，the safety of vehicles traveling support system，the uran traffic management and the highway management monitoring system，as well as the detect in rivers，oil wells，storages and ultrasonic wave transmssion is not easy todisturb，its energy consumption is slowly and it can be transmitted distantly in the medium，so it isfrequently used in ultrasonic distance example，the range finder and the materiallevel finder can be aehieved by ultrasonic ，the indepth study of the generationand transmission law of ultrasonic and the development of highperformance ultrasonic sensor andtransmit and receive circuits is of great practical significance in the development of ultrasonicdetection technology.The design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMCcontrolled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive roundtrip,thus obtains the measured the temperature pensation adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or temperature by switching.The entire hardware circuit is posed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance measurement instrument. Based on this has designed system39。此系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測距準(zhǔn)確度高、可讀性強(qiáng)和流程清晰等優(yōu)點。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。整個硬件電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、電源電路、顯示電路等模塊組成。本設(shè)計介紹了基于單片機(jī)控制的超聲測距儀的原理：由AT89C51控制定時器產(chǎn)生超聲波脈沖并計時，計算超聲波自發(fā)射至接收的往返時間，從而得到實測距離。由于超聲波傳播不易受干擾，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現(xiàn)。32附錄 超聲波測距原理圖31參考文獻(xiàn)215 總結(jié)20 16 AT89C52復(fù)位電路15 LM7805電平轉(zhuǎn)換電路15 顯示電路14 13 超聲波發(fā)射器電路13 LM567 主要參數(shù)13 LM567 功能敘述12 LM7805介紹4 SXPI 基于AT89C52單片機(jī)超聲波測距儀的設(shè)計BASED ON AT89C51 ULTRASONIC RANGEFINDER DESIGN學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師 0 目錄摘要11緒論3 3 4 42超聲波的介紹和超聲波的測距原理4 4 4 4 5 5 5 6 73系統(tǒng)硬件設(shè)計7 7 8 8 9 AT89C52的管腳說明9 DS18B20溫度傳感器簡介11 T40 R40超聲波傳感器簡介11 11 超聲波傳感器的基本原理12 LM7805穩(wěn)壓集成電路12 LM7805特點12 LM7805實際應(yīng)用12 LM567 鎖相環(huán)13 LM567概述164系統(tǒng)軟件設(shè)計17 17 超聲波發(fā)射子程序及超聲波接收中斷子程序18 測溫子程序19 33 摘 要在空氣介質(zhì)中，超聲測距傳感器因其性能好，價格低廉、使用方便，在現(xiàn)場機(jī)器人定位系統(tǒng)、車輛自動導(dǎo)航、車輛安全行駛輔助系統(tǒng)、城市交通管理和高速公路管理監(jiān)測系統(tǒng)，以及河道、油井和倉庫及料位的探測中都有應(yīng)用。為此，深入研究超聲波的產(chǎn)生與傳播規(guī)律、開發(fā)高性能超聲波換能器及其收發(fā)電路，對于超聲波檢測技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。并且在數(shù)據(jù)處理中采用了溫度補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整，用四位LED數(shù)碼管切換顯示距離和溫度。各探頭的信號經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理，實現(xiàn)超聲波測距儀的各種功能。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖，給出了系統(tǒng)構(gòu)成、電路原理及程序設(shè)計。實現(xiàn)后的作品可用于需要測量距離參數(shù)的各種應(yīng)用場合。s overall concept, final adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant parts have the hardware schematics and process flow has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications.1 1 緒論 課題研究的背景利用超聲波測量已知標(biāo)準(zhǔn)位置與目標(biāo)物體表面之間距離的方法叫做超聲波測距法。從技術(shù)上看，超聲波測距系統(tǒng)在上個世紀(jì)70年代已經(jīng)實用化，從70年代末期開始廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)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。如此廣泛的應(yīng)用使得提高人們對機(jī)器人的了解顯得尤為重要。超聲波測距相對其他測距技術(shù)而言成本低廉,測量精度較高,不受環(huán)境的限制,應(yīng)用方便，將它與紅外、灰度傳感器等結(jié)合共同實現(xiàn)機(jī)器人尋線和繞障功能。它主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、測距儀、物位測量儀、移動機(jī)器人的研制、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場等，例如：距離、液位、井深、管道長度、流速等場合。本課題的研究是非常有實用和有商業(yè)價值的。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，因此在移動機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。超聲波測距系統(tǒng)，就是為機(jī)器人了解其前方、左側(cè)和右側(cè)的環(huán)境而提供一個運動距離信息?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。前兩者在某些地方有局限性，相比之下，超聲波方法具有突出的優(yōu)點，首先，超聲波對色彩、光照度不敏感，可用于測量透明及漫反射性差的物體(如玻璃、拋光體)。最后，超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、費用低，信息處理簡單可靠，易于小型化和集成化。本課題設(shè)計為基于超聲波的測距。超聲測量另一個突出優(yōu)點是:環(huán)境介質(zhì)可以為空氣、液體或固體，適用范圍廣泛。另外，超聲波測距還可以應(yīng)用到其他的功能系統(tǒng)中，例如在機(jī)器人避障系統(tǒng)、移動機(jī)器人避障的超聲測距系統(tǒng)、智能機(jī)器人管家和簡易智能電動車自動避障系統(tǒng)、車載系統(tǒng)、自動泊車系統(tǒng)、自動剎車系統(tǒng)和倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，超聲波測距也有其重要的應(yīng)用。而以單片機(jī)為核心的測距儀器可以實現(xiàn)預(yù)置、多端口檢測、顯示、報警等多種功能，并且成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定、可靠。尤其值得一提的是，出8位CPU外，還具備一個很強(qiáng)的位處理器，它實際上是一個完整的位微計算機(jī)，即包含完整的位CPU，位RAM、ROM（EPROM），位尋址寄存器、I/O口和指令集。位處理在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程測控等方面極為有效；而8位處理則在數(shù)據(jù)采集和