基于单片机的超声波测距系统的设计研究.docVIP

PAGE PAGE 20 基于单片机的超声波测距系统的设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 引言 1 1.1 研究的背景 1 1.2 研究的目的及意义 1 第二章 整体方案设计 2 2.1 超声波测距原理 2 2.2 单片机简介 2 第三章 系统设计 4 3.1 系统框架 4 3.2 原理图 4 3.3 单片机最小系统 6 3.4 显示屏模块 7 3.5 超声波模块 7 3.5.1工作原理 7 3.5.2模块实物图 8 3.5.3电气参数 8 第四章 软件设计 9 4.1 软件设计环境 9 4.2 主程序设计 9 4.3 程序流程图 10 第五章 系统测试 11 5.1 硬件检测 11 5.2 软件检测 11 5.3 电路调试 11 5.4 实验测试结果 12 第六章 结论 14 谢 辞 15 参考文献 16 附 录 18 附录1 系统原理图 18 附录2 主要程序代码 19 摘 要 作者设计了一款简单的超声波测距系统。该设计以AT89C51单片机为核心进行控制；通过按键进行手动控制，方便操作；以超声波为媒介对目标进行测距，由于测距方式为非接触式测量，有利于在特殊环境下进行测距，较为安全快捷；使用Keil C编程软件，进行软件设计，实现了软硬件的结合。该设计仅实现了测距功能，适用环境不具体，较为简单，实用性欠佳。由于选用的超声波传感器质量一般，受温湿度变化的影响较大，不宜在环境变化较大的地区使用，功能尚需改进。 关键词 单片机 超声波 测距系统 非接触式测量 ABSTRACT The author designs a simple ultrasonic ranging system. The design using AT89C51 MCU as its core, manual controlled by buttons which is easy to be operated. Using ultrasonic as a medium for the target range, due to it is an non-contact measurement, is more convenient in measurement under special condition and safer and faster. Programmed by Keil C, the design combines the hardware and software. The design just complete the ranging function, and its application environment is not specific. The design is also relatively simple and poor practicability. Because the chosen ultrasonic sensor is of average quality and easy affected by temperature and humidity changes, not suitable for use in areas with large environmental changes, the function still needs to be improved. Key Words MCU Ultrasonic wave Ranging system Non-contact measurement 第一章 引言 超声波具有许多独特的优点，能够在许多方面给人类社会的发展提供便利。它广泛应用于各个技术和应用领域，在科学发展中扮演着重要的角色。传感技术目前在全世界范围内飞速发展，而且依然存在着较大的上升空间。 1.1 研究的背景 当今时代是数字化的时代，人们对于测距的要求逐渐增多。例如在恶劣条件下，要求在无法直接接触目标的情况下完成测距。因此非接触式的测距方式不断增多，且迅速发展。如今，越来越多的非接触式测距方法被人们研发出来。激光测距、超声波测距、雷达测距等都是很好的例子。激光测距利用激光的特点，传播速度快，因此测量速度十分迅速，且在下雨天等较为复杂的天气中也能够顺利测距，抗干扰能力十分强大，但是代价是处理数据的方式太过复杂，测距成本过高。而雷达测距的优点在于可以应对多种恶劣的天气环境，同时可以长时间进行工作。但是十分容易被电磁波等方式影响，使其丧失工作能力。