毕业设计（论文）-基于单片机基础的超声波测距精选.doc

设计（论文）题目： 超声波测距仪 系 别： 电子工程学院 专 业： 应用电子技术 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间：  目录 第一章 绪论 1 1.1 课题研究的背景 1 1.2 课题研究的意义 1 第二章 超声波测距原理 3 2.1 超声波简介 3 2.2 超声波测距原理 3 第三章 硬件实现及单元电路设计 5 3.1 主控制模块 5 3.2 超声波测试模块 6 3.2.1 显示模块 8 3.2.2 超声波的特性 8 3.3 超声波换能器 9 第四章 超声波收发电路与调试 11 4.1 超声波发射电路 11 4.2 超声波接收电路 12 4.3 系统的调试 14 4.4 硬件调试 15 第五章 软件设计 17 5.1 主程序工作流程 17 第六章 总结 21 致谢 22 参考文献 24 附 录 25 附件1：原理图 25 附件2：程序 26 附件3：元件清单 35 附录4：实物图 36  超声波测距仪 摘要：本文中的设计采用以STC89C52RC单片机为控制核心并且有着以精度比较高、成本低廉、体积小相对微型化的超声波测距仪。有着环保的硬件电路以软件设计。由主程序：控制和管理所有程序的运行、中断程序：关闭计时器T0、发射子程序：发出一个超生脉冲、接收子程序：接收有物体反射回来的脉冲、和显示子程序以及其他的简单电路等模块组成。最后探头将会以得到的信号通过单片机的分析和处理功能，就能实现我们本次设计的最初理念以及各种功能。在我们这个最基本的设计的总体方案，通过硬件与软件合作来完成操作。 关键词：STC89C52RC，超声波，测距 第一章 绪论 1.1 课题研究的背景 随着我们现在的生活所有人的生活水平提高，城市发展建设，不断改善。是，由于历史原因许多不可预因素，城市给排水系统，箱涵的排污疏通人们生活舒适显得非常重要。控制系统核心超声波测距仪的研制 式中 c——超声波的传播速度； ——此时所用的时间为距离的两倍。 计时精度以及传播速度决定了距离测量的精度。单片机定时器这个就决定了计时的精度，计数的次数和那个机器周期相乘就是定时的时间，则以6MHz的晶振，和能精确到为1μs时间的机器周期，才不会产生错误此错误就是累积误差，使得定时时间能达到2μs。超声波的速度c是不会改变的能影响到速度的因素有温度、空气的密度以及气体分子成分，关系式为 （2.2） 式中 γ——气体定压热容与定容热容的比值，空气为1.40。 R——气体普适常数，为8.314kg/mol。 T——气体势力学温度，与摄氏温度的关系是T=273K+t。 M——气体相对分子质量，空气为28.8×10-3kg/mol。 c0——0℃时的声波速度，为331.4m/s。 超声波在空气中的传播速度，取决于温度，和温度之间的关系示意图咱们是可以通过计算得出来，如表2-1所示。这个空气中温度越高，它的扩散速就会越度快，传播速度在不同温度下，有很多地差别呢，当速度为0°C的3332m/s。350米/秒的速度时候温度在30℃，在30度C和S，M和S是不同的，需要一个高精度温度补偿最有效，测量精度不高，在空气中，速度是每秒340米。 项目 数值 温度 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 100 声速 /( m?s) 313 319 325 332 338 344 350 356 361 367 388 表2-1 超声波播速度与温度关系表  第三章 硬件实现及单元电路设计 3.1 主控制模块 主控制最小系统电路如图3-1所示。 图3-1 最小系统 硬件电路总设计见图3-2，从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件： STC89C52RC、一件超声波传感器、若干按键、一个四位数码管、一个蜂鸣器等一些单片机外围应用电路比如导线之类的。其中D1就是电源工的灯。电路中用到3个小按键，一个就是是设定键, 其中一个“加键”，一个“减键”。 图3-2 总设计电路图 3.2 超声波测试模块 我们使用的超声波模块是HC-SRO4为核心，此种模块的测试距离是2cm-400cm，该精度是3mm。并且这里头有三个部件超声波发射其、超声波接收器、控制电路。工作原理：至少要有10us高点平信号是用IO口出发测距；这个时候模块就会发出8个40KHZ的方波信号，侧模块还能自动的检测方波信号是否返回；此时的返回信号就会通过高电平对回波输出口IO。超声波发射返回高电平的持续时间是从输出口得来的。测出的距离为高电平时间乘以声音的速度两者乘积的一般在如图