大学毕业论文—超声波测距.doc

编号： 传感器与检测技术实训报告 题 目： 超 声 波 测 距 院 （系）： 电 子 信 息 工 程 系 专 业： 电 子 信 息 工 程 技 术 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 电 子 信 息 工 程 系 指导教师： 职 称： 讲 师 题目类型： 理论研究 实验研究 √ 工程设计 工程技术研究 软件开发 年 月 日 摘 要 本文借助单片机首先根据实训所要实现的功能设计原理图，从而通过HC-SR04模块、硬件电路与软件程序的结合实现通过超声波测量距离。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到实用的要求，因此在日常生活中得到了广泛的应用。 关键词 ： 超声波测距、单片机、距离、超声波 目 录 1 绪论 4 1.1 课题背景及意义 4 1.2 国内外研究现状 5 1.3 课题研究内容及章节安排 6 1.3.1论文构成 6 2 总体方案论证 7 2.1 设计方案论证 7 2.1.1 测距传感器 7 2.2 系统方案 8 3 硬件电路设计 9 3.1 单片机系统设计 9 3.1.1 单片机的选择 9 3.1.2 单片机引脚功能 11 3.1.3 单片机最小系统 14 3.2 超声波发射和接收电路设计 14 3.2.1 HR-SR04超声波集成模块 15 3.3 显示报警模块设计 16 3.3.1数码管显示模块设计 16 3.3.2报警模块设计 17 3.4 系统整体电路 17 4 系统软件设计 19 4.1 主程序设计 19 4.2 中断处理程序 19 4.3 计算及显示模块设计 23 4.4 报警模块设计 25 5 硬件组装及性能调试 25 6 总结及展望 26 结束语 27 致 谢 28 参考文献 29 附录1 30 附录2 30 附录3 31 附录4 31 附录5 32 1 绪论 当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高，汽车已逐渐进入不少百姓家。汽车使用数量的不断增加，从而由此导致的倒车交通安全问题也非常严重，道路交通压力增加，交通安全问题也是面临严峻挑战。在面临如此严峻的交通安全问题，许多涉及安全问题的汽车辅助系统也纷纷现世。而本设计就是利用单片机知识、传感器知识等，进行的汽车防撞装置的设计，在汽车倒车时，这种装置可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时进行报警。 1.1 课题背景及意义 我国社会经济的不断发展，人们对汽车这种交通工具的依赖性也越来越大，导致了车辆的日益增加在给城市交通不断施加压力的同时，也引发了非常多行车的安全问题。一些由驾驶员反应不够迅速而导致的汽碰擦，还有很多时候是由于驾驶员对离障碍物的距离判断不准确而造成的，如果驾驶员能提前知道障碍物的存在并且知道障碍物的距离，那么驾驶员就能及时地采取措施，从而能避免事故的发生。因此，许多安全系统也应运而生，诸如为了避免交通事故发生的主动安全系统和在发生事故时的防护安全的被动安全系统，而主动安全系统对汽车交通事故的发生能起到避免的作用，所以，主动安全系统的研究更为重要。随着汽车数量的增加，停车场的数量也急剧增加，停车车辆密集，停车人多，所以汽车碰撞亦逐渐增多。而本设计的汽车防撞装置就是主动安全系统，通过对汽车与障碍物之间距离的提示报警避免汽车与障碍物之间的擦碰。本设计要求设计的汽车防撞装置能减少驾驶员的驾驶压力和判断错误，使驾驶员泊车倒车更加安全方便，本设计将对提高交通安全起到重要作用。 本设计基于单片机实现汽车防撞，将超声波测距和传感器联系在一起，利用单片机的实时控制和数据处理功能测量并显示汽车与障