【正文】 測(cè)距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。展望未來(lái)，超聲波作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的社會(huì)需求。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以具體利用的超聲波技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。對(duì)本設(shè)計(jì)的研究與設(shè)計(jì)，還能進(jìn)一步提高自身的電路設(shè)計(jì)水平，深入對(duì)單片機(jī)的理解和應(yīng)用。超聲波測(cè)距由于其能進(jìn)行非接觸測(cè)量和相對(duì)較高的精度，越來(lái)越被人們所重視。未來(lái)的超聲波測(cè)距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問(wèn)題也能得以解決。目前對(duì)超聲波高精度測(cè)距系統(tǒng)的需求越來(lái)越大。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以具體利用的超聲波技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。本設(shè)計(jì)就是本著這個(gè)宗旨出發(fā),利用超聲波的特性來(lái)為我們服務(wù)。這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、抗干擾能力強(qiáng)且實(shí)時(shí)性良好，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)檢查、日常生活、無(wú)人駕駛汽車(chē)、自動(dòng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)及機(jī)器人等。為了保證超聲波測(cè)距模塊的可靠性和穩(wěn)定性，其本身采取了相應(yīng)的抗干擾措施。摘要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。本設(shè)計(jì)對(duì)超聲波傳感器測(cè)距的可能性進(jìn)行了理論分析，利用單片機(jī)以及超聲波在介質(zhì)的傳播特性等知識(shí)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。該測(cè)距儀最大測(cè)量距離是400cm，最小測(cè)量距離是2cm，精確度是2cm。關(guān)鍵詞：超聲波測(cè)距 單片機(jī) LED顯示 ABSTRACTWith the rapid development of science and technology, ultrasonic will be used more widely in science and technology. This design theoretically analyzed the possibility of ultrasonic sensors measure distance, it uses the knowledge of microcontroller and ultrasonic propagation in the medium, and adopts DS18B20 for temperature feedback, this system is designed on the basis of the overall program, and its functions finally achieved through various hardware and software modules. In order to ensure the reliability and stability of the Ultrasonic Ranging method of antiinterference was used in this system. The maximum and the minimum measuring distance of this system is 80cm and 4cm, and its accuracy is 3cm. The system have abilities of The hardware and software of this system designed reasonable. of antiinterference and good realtime. With the expansion and upgrades of the system, the design can be widely used in industrial production, medical examination, daily life, unmanned vehicles, automated guided vehicle at the automatic field, robots, and liquid level gages etc.Key words：ultrasonic ranging MCU temperature sensor目錄摘要 IABSTRACT II前言 IV1緒論 1 選題背景及意義 1 超聲波介紹及其應(yīng)用領(lǐng)域 12超聲波測(cè)距系統(tǒng) 3 3 3 4 4 5 本章小結(jié) 53超聲波測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 6 7 9 顯示電路的選擇與設(shè)計(jì) 10 11 12 本章小結(jié) 134系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 14 程序 15 本章小結(jié) 205系統(tǒng)調(diào)試與誤差分析 21 21 21 本章小結(jié) 21結(jié)論 22參考文獻(xiàn) 23致謝 24附錄 25前言隨著科技的迅猛發(fā)展越來(lái)越多科技成果被廣泛的運(yùn)用到人們的日常生活當(dāng)中,給我們的生活帶來(lái)了諸多方便。由于超聲波指向性強(qiáng),因而常于距離的測(cè)量。超聲波在空氣中的傳播速度為v，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s，即：s=vt/2 。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制,并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來(lái)越廣。超聲波測(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)等，它們測(cè)距精度一般較低。展望未來(lái)，超聲波作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的社會(huì)需求。1緒論 選題背景及意義隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)距離或長(zhǎng)度測(cè)量的要求越來(lái)越高。本設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距儀，可以對(duì)不同距離進(jìn)行測(cè)試，并可以進(jìn)行詳盡的誤差分析。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制,并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來(lái)越廣。超聲波測(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)、機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)例如：液位、井深和管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合等，目前對(duì)超聲波高精度測(cè)距系統(tǒng)的需求越來(lái)越大。未來(lái)的超聲波測(cè)距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問(wèn)題也能得以解決。 超聲波介紹及其應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音。人類(lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為20～20K赫茲。因此，把頻率高于20K赫茲的聲波稱(chēng)為“超聲波”。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。在醫(yī)學(xué)，軍事，工業(yè)以及農(nóng)業(yè)上有明顯的作用。在我國(guó)北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，超聲波傳感器模塊在測(cè)量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域如下：1機(jī)械行業(yè)：防銹油脂的去除；量具刃具的清洗；機(jī)械零部件的除油除銹發(fā)動(dòng)機(jī)、化油器及汽車(chē)零件的清洗，過(guò)濾器及濾網(wǎng)的疏通清洗等等。 3醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器械的清洗，消毒，殺菌，實(shí)驗(yàn)器皿的清洗等等。5機(jī)電電子行業(yè)：印刷線路板除松香，焊斑；高壓觸點(diǎn)，接線柱等機(jī)械電子零件的清洗等等。7半導(dǎo)體行業(yè)：半導(dǎo)體晶片的高清潔度清洗。9鐘表首飾：清除油泥、灰塵、氧化層和拋光膏等。11紡織印染行業(yè)：清洗紡織錠子和噴絲板等。超聲攪拌：加快溶解，提高均勻度，加快物理化學(xué)反應(yīng)，防止過(guò)腐蝕和加速油水乳化，如：溶劑染料混合和超聲磷化等。超聲殺菌：殺滅細(xì)菌及有機(jī)污染物，如：污水處理和除氣等。超聲封孔：排除間隙氣體，提高整體密度，如：工件浸漆等。超聲波是在一種彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，它有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度受很多因素的影響。超聲波波長(zhǎng)短，繞射現(xiàn)象小，其方向性好，而且穿透能力很強(qiáng)，且碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)有顯著的反射現(xiàn)象?？v波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和超聲波傳播方向一致的波，在固體、液體和氣體中傳播如圖1所示：橫波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于傳播方向的波，它只能在固體中傳播。表面波只能沿著固體表面?zhèn)鞑ィ滟|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓形，且橢圓的長(zhǎng)軸垂直于傳播方向，而短軸平行于傳播方向。由于受介質(zhì)和雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減。超聲波聲束能集中在特