【正文】 班 級：09212學(xué)號： 20223021239指導(dǎo)教師：張志通職 稱：助理實(shí)驗(yàn)師 完成時(shí)間： 2022 年 6 月 6 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)：利用超聲波的指向性強(qiáng)、能量消耗慢、傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)生活中很多場合如汽車倒車、機(jī)器人避障、工業(yè)測井、水庫液位測量等需要自動進(jìn)行非接觸測距的工作。技術(shù)要求： 熟練使用 AT89C51 單片機(jī)、超聲波發(fā)射器、超聲波接收換能器各種儀器。設(shè)計(jì)出超聲波測距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路。 對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析。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。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?。硬件電路主要包括單片機(jī)電路、發(fā)射電路、接收電路、顯示電路和電源電路，另外還有復(fù)位電路和LED控制電路等。整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì)，由信號發(fā)射和接收、供電、溫度測量、顯示等模塊組成。溫度測量后送到單片機(jī),通過程序?qū)λ俣冗M(jìn)行校正, 結(jié)合兩者實(shí)現(xiàn)超聲波測距的功能。它控制單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，在一定溫度下對超聲波速度的校正，還有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)正確顯示在LED上。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。此外供電電源也會使測量差生很大的誤差。關(guān)鍵詞 AT89C51 超聲波 測距目 錄摘 要 .......................................................................................................................................1第 1 章 緒論 ...............................................................................................................................1 課題背景及重要意義 ..........................................................................................................1 國內(nèi)超聲檢測發(fā)展綜述 ......................................................................................................1 超聲波測距存在的問題與課題的意義 ..............................................................................2 本文主要研究內(nèi)容 ..............................................................................................................3第 2 章 超聲波測距原理與方法 .................................................................................................5 超聲波簡介 ..........................................................................................................................5 超聲波的三種形式 ......................................................................................................5 超聲波的物理性質(zhì) ......................................................................................................5 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用 ..........................................................................................5 超聲波傳感器介紹 ..............................................................................................................6 超聲波測距原理及結(jié)構(gòu) ..............................................................................................6 超聲波傳感器選擇 .......................................................................................................9 超聲波測距的原理 .......................................................................................................9 發(fā)射脈沖寬度 .............................................................................................................10 測量盲區(qū) .....................................................................................................................11 本章小結(jié) ............................................................................................................................12第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................................................................................13 發(fā)射電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................................13 發(fā)射電路設(shè)計(jì)方案 .....................................................................................................14 發(fā)射電路常用方案 .....................................................................................................14 超聲波發(fā)射器的注意事項(xiàng) ........................................................................................15 接收電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................................16 單片機(jī)顯示電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................17 LCD 顯示部分 ............................................................................................................21 報(bào)警部分 .....................................................................................................................22 本章小結(jié) ............................................................................................................................22第 4 章 軟件設(shè)計(jì)和測量結(jié)果分析 ...........................................................................................23 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................23 外部中斷子程序 ................................................................................................................27 定時(shí)器中斷子程序 ............................................................................................................27 實(shí)現(xiàn)重要功能的程序分析 ...............................................................................................28 實(shí)現(xiàn)溫度讀取功能 ....................................................................................................28 實(shí)現(xiàn)根據(jù)溫度轉(zhuǎn)化聲速 ............................................................................................29 實(shí)現(xiàn)距離計(jì)算 ............................................................................................................29 本章小結(jié) ............................................................................................................................30第 5 章 結(jié)論 ...............................................................................................................................31致 謝 .....................................................................................................................................32參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................33附錄 1 ..........................................................................................................................................34附錄 2 ..........................................................................................................................................35基于單片機(jī)的超聲測距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 1 章 緒論 課題背景及重要意義近年來，隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用超聲波作出精確測量已成可能。超聲波是指頻率在20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。正是因?yàn)榫哂羞@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