【正文】 素提出溫度補(bǔ)償、接收回路串入自動(dòng)增益調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)等提高超聲波測(cè)距精度的措施。HpAWK 產(chǎn)品以它尖端的技術(shù)穩(wěn)定可靠的工作質(zhì)量，在化工、電力、冶金、煤礦、碼頭、水處理、輕工及食品衛(wèi)生等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。 目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研制方面處于領(lǐng)先水平。 由于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)測(cè)距、機(jī)械加工自動(dòng)化等方面的需求， 機(jī)器人通過(guò)感知系統(tǒng)察覺(jué)前方障礙物以及周?chē)h(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)繞障﹑自動(dòng)尋線(xiàn)﹑測(cè)距等功能的需要，這使得超聲波測(cè)距方面的技術(shù) 得到很大的發(fā)展。聲納技術(shù)還廣泛用于魚(yú)雷制導(dǎo)﹑水雷引信，以及魚(yú)群探測(cè)﹑海洋石油勘探﹑船舶導(dǎo)航﹑水下作業(yè)﹑水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)等 方面 。在第一次世界大戰(zhàn)中聲納技術(shù)被應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)上的，用來(lái) 偵查 潛伏在水底潛艇。聲納是一種利用聲波在水下測(cè)定目標(biāo)距離和運(yùn)動(dòng)速度的儀器，其技術(shù)至今已有一百 多 年的歷史，它是 1906 年由英國(guó)海軍的劉易斯?尼克森所發(fā)明。通過(guò)簡(jiǎn)單 的外圍電路 實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 生和接收超聲波 的功能 ，單片機(jī)通過(guò)采樣 測(cè) 取 得 到超聲波 的 的傳播時(shí)間，用軟件來(lái)計(jì)算出距離，并且可以采集環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)距補(bǔ)償，其測(cè)量電路 具有精 巧，精度高，反映速度快，可靠性好 等優(yōu)點(diǎn) 。 40KHz 的超聲波 具 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 有 在空氣中衰減較小，測(cè)量距離 較 遠(yuǎn)，同時(shí)測(cè)量精度可以達(dá)到厘米級(jí)別 等優(yōu)點(diǎn) 。它主要應(yīng)用于倒車(chē)?yán)走_(dá)﹑測(cè)距儀﹑物位測(cè)量?jī)x﹑移動(dòng)機(jī)器人研制﹑ 海洋水聲 ﹑建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等，例如：距離﹑井深﹑液位﹑管道長(zhǎng)度﹑流速等場(chǎng)合。通過(guò)超聲波方法制備納米材料，達(dá)到了目前采用激光、紫外線(xiàn)照射和熱電作用 等方法 所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，具有很好的前景。近年來(lái)，隨著超聲波技術(shù)的日益發(fā)展與 日趨 成熟，其在 新型 材料合成、化學(xué)反應(yīng)、傳遞過(guò)程的強(qiáng)化以及 污水 廢水處理等領(lǐng)域都 取 得了廣泛的應(yīng)用。超聲波既是一種波動(dòng)形式，又是一種能量形式，在傳播過(guò)程中 它 與媒介相互作用產(chǎn)生 超聲效應(yīng)。 超聲波 在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播 時(shí)， 衰減較慢，傳播較遠(yuǎn)。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過(guò)程中會(huì)發(fā)生衰減。 它 有兩種 形式：橫向振蕩及縱向振蕩。 其中傳感器技術(shù)在很多領(lǐng)域都有廣泛的使用， 比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外線(xiàn)傳感器、壓力傳感器等等，其中超聲波傳感器在測(cè)量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。 關(guān)鍵字： 傳感器 ， 超聲波測(cè)距 , 單片機(jī)， STC12C5A60S2 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II ABSTRACT Sensor technology is one of the main contents of modern information technology,information technology, including puter technology, munication technology and sensor technology, sensor is the most important link for realizing automatic detection and automatic control, such as temperature sensor, photoelectric sensors, humidity sensors, ultrasonic sensors, infrared sensors, pressure pickup, the ultrasonic sensor has a wide application, mon measurement in the. Ultrasonic ranging is a use of acoustic properties, electronic counter,photoelectric switch are bined to realize the noncontact distance measurement. Ultrasonic as strong point, slow energy consumption and spread in the medium distance, and therefore frequently used to measure the distance of the object level, thickness,etc.. This paper introduces the principle and characteristics of finely detailed ultrasonic sensor, and the STC pany39。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)常用于測(cè)量物體的距離 、 厚度 、 液位等領(lǐng)域。 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的主要內(nèi)容之一，信息技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)，傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外線(xiàn)傳感器、壓力傳感器等等，其中超聲波傳感器在測(cè)量方面有著廣泛、普遍的應(yīng)用。 超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開(kāi)關(guān)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法。 本課題詳盡細(xì)紹了超聲波傳感 器的原理和特性，以及 STC 公司的STC12C5A60S2 單片機(jī)的性能和特點(diǎn)，并在分析了超聲波測(cè)距的原理的基礎(chǔ)上，指出了設(shè)計(jì)測(cè)距系統(tǒng)的思路和所需考慮的問(wèn)題，給出了以單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。s STC12C5A60S2 chip performance and characteristics, and on the basis of analyzing the principle of ultrasonic ranging,points out the ranging system design ideas and issues to be considered, given the low cost, the single chip puter as the core of the high precision micro digital display, the hardware circuit and software design method of ultrasonic range finder. KEYWORDS:Sensor, ultrasonic distance measurement, SCM,STC12C5A60S2 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1章 緒論 ........................................................1 課題的背景 ..................................................1 課題研究綜述 ................................................2 研究?jī)?nèi)容與方法 ..............................................3 論文內(nèi)容說(shuō)明 ................................................3 第 2章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) ............................................5 超聲波測(cè)距原理綜述 ..........................................5 溫度補(bǔ)償 ....................................................7 方案總體設(shè)計(jì) ................................................7 方案論證 ....................................................8 控制模塊 .................................................8 顯示模塊 .................................................9 溫度模塊 ................................................10 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...............................................11 單片機(jī)控制模塊 .............................................11 STC12C5A60S2 單片機(jī) .....................................11 STC12C5A60S2 單片機(jī)引腳功能 .............................11 單片機(jī)最小系統(tǒng) ..........................................14 超聲波測(cè)距模塊 .............................................14 超聲波傳感器介紹 ........................................14 超聲波發(fā)射電路 ..........................................15 超聲波接收電路 ..........................................16 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04................................17 顯示模塊 ...................................................17 溫度補(bǔ)償模塊 ...............................................18 報(bào)警模塊 ...................................................19 電源模塊 ...................................................19 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................21 主程序設(shè)計(jì) .................................................21 子程序設(shè)計(jì) .................................................22 定時(shí)器程序設(shè)計(jì) .............................................23 實(shí)現(xiàn)重要功能的程序分析 .....................................24 DS18B20 溫度測(cè)量子程序 ..................................24 顯示處理子程序 ..........................................25 判斷報(bào)警子程序 ..........................................26 第 5章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 .........................................28 系統(tǒng)硬件調(diào)試方法及過(guò)程 ......................................28 短路與虛焊檢測(cè) ..........................................28 上電測(cè)試 ................................................28 顯示模塊與報(bào)警模塊測(cè)試 ..................................29 溫度傳感器測(cè)試 ..........................................29 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法及過(guò)程 ......................................29 調(diào)試現(xiàn)象 ..................................................... 誤差分析 ..................................................... 第 6 章 總結(jié) 與展望 ...........................................