基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计.doc

毕业设计报告（论文） 报告（论文）题目：基于51单片机的超声波测距 系统设计 作者所在系部： XXXXXX 作者所在专业： XXXXXX 作者所在班级： XXXX 作 者 姓 名 ： XXX 作 者 学 号 ： XXXXXXX 指导教师姓名： XXX 完 成 时 间 ： XXXX年X月X日 中北大学 毕业设计（论文）任务书 姓 名： XX 专 业： XXX 班 级： XXX 学号： XXXXXXXX 指导教师： XXX 职 称： XXXX 完成时间： XXXX年X月X日 毕业设计（论文）题目： 基于51单片机的超声波测距系统设计 设计目标： 利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点，设计实现生活中很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距摘 要 超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。 系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路，另外还有复位电路和LED控制电路等。我采用以AT8951单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路。超声波测距超声波测距摘 要 1 第1章 绪论 1 1.1课题背景及重要意义 1 1.2国内超声检测发展综述 1 1.3超声波测距存在的问题与课题的意义 2 1.4本文主要研究内容 3 第2章 超声波测距原理与方法 5 2.1超声波简介 5 2.1.1 超声波的三种形式 5 2.1.2 超声波的物理性质 5 2.1.3 超声波对声场产生的作用 5 2.2超声波传感器介绍 6 2.2.1 超声波测距原理及结构 6 2.2.2超声波传感器选择 9 2.2.3超声波测距的原理 9 2.2.4发射脉冲宽度 10 2.2.5测量盲区 11 2.3本章小结 12 第3章 系统硬件设计 13 3.1 发射电路设计 13 3.1.1发射电路设计方案 14 3.1.2发射电路常用方案 14 3.1.3 超声波发射器的注意事项 15 3.2 接收电路设计 16 3.3单片机显示电路设计 17 3.3.1 LCD显示部分 21 3.3.2报警部分 22 3.4本章小结 22 第4章 软件设计和测量结果分析 23 4.1系统软件设计 23 4.2外部中断子程序 27 4.3定时器中断子程序 27 4.4 实现重要功能的程序分析 28 4.4.1 实现温度读取功能 28 4.4.2 实现根据温度转化声速 29 4.4.3 实现距离计算 29 4.5本章小结 30 第5章 结论 31 致 谢 32 参考文献 33 附录1 34 附录2 35 基于单片机的超声测距系统设计 第1章 绪论 1.1课题背景及重要意义 近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。 由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示