1、 1 目 录 1.目目 录录.1 2.摘摘 要要2 3.引引 言言.3 4. 超声波测距系统设计超声波测距系统设计.4 4.1 超声波测距的原理超声波测距的原理4 4.2 超声波测距系统电路的设计超声波测距系统电路的设计5 4.2.1 总体设计方案总体设计方案5 4.2.2 发射电路的设计发射电路的设计.6 4.2.3 接收电路的设计接收电路的设计.7 4.2.4 显示模块的设计显示模块的设计.8 4.3 超声波测距系统的软超声波测距系统的软件设计件设计9 4.4 小结小结错误! 未定义书签。 5 绪绪 论论11 5.1 课题背景，目的和意义课题背景，目的和意义11 5.2 超声波测距方案超声
2、波测距方案.11 5.2.1 基基于单片机的超声波测距系统于单片机的超声波测距系统11 5.3 课题主要内容课题主要内容.12 6 超声波传感器超声波传感器.13 6.1 超声波传感器的原理与特性超声波传感器的原理与特性.13 6.1.1 原理原理13 6.1.2 特性特性15 6.2 超声波传感器的检测方式超声波传感器的检测方式.17 6.3 超声波传感器系统的构成超声波传感器系统的构成.18 6.4 小结小结.19 7 AT89C51 单片机简介单片机简介.20 7.1 单片机基础知识单片机基础知识20 7.1.1 单片机的内部结构单片机的内部结构.20 7.1.2 单片机的基本工作原理单
3、片机的基本工作原理.23 7.2 单片机的分类及发展单片机的分类及发展24 7.3 单片机单片机 AT89C51 的特性的特性26 7.4 小结小结29 8. 电路调试及误差分析电路调试及误差分析.30 8.1 电路的调试电路的调试30 8.2 系统的误差分析系统的误差分析30 8.2.1 声速引起的误差声速引起的误差.30 8.2.2 单片机时间分辨率的影响单片机时间分辨率的影响.31 8.4 小结小结28 结结 论论.29 2 致致 谢谢 词词.29 参考文献参考文献.30 附附 录录31 摘摘 要要 超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以， 在利用传感器技术和自动控制
4、技术相结合的测距方案中， 超声波测距是目 前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施 工工地以及一些工业现场。 本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及 Atmel 公司的 AT89C51 单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上， 指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题， 给出了以 AT89C51 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和软 件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、 计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要 求。 关键词关键词：超声波 单片机 测距 AT8
5、9C51 3 引 言 距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数， 测距成为数据采 集中要解决的一个问题。就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距 技术还十分有限，因此，随着科学技术的快速发展，超声波技术将在测距 仪中的应用越来越广， 这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产 业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在 各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更高定位更高精度的方向发展， 以满足日益发展的社会需求。 采用超声波测量大气中的地面距离， 是近代电子技术发展才获得正式 应用的技术，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，在较恶劣的
6、环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此， 用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、 油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声 测距仪的优点是：仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。 超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用， 把超声波源安装在机器 人身上， 由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确 定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人等等。由于超声波易于 定向发射，方向性好，强度易于控制，它的应用价值己被普遍重视。 4 超声波测距系统设计 4.1 超声波测距的原理 单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所 反射的回波, 从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距离 2 ct S (1-1) 式(1-1)中的c为超声波在空气中传播的速度。
