1、XX 大学 单片机原理与应用单片机原理与应用 课程论文课程论文 课程论文题目课程论文题目 基于单片机的超声波体检计 院系名院系名称称 专业（班级）专业（班级） 姓名（学号）姓名（学号） 指导教师指导教师 2012 2012 年年 6 6 月月 17 17 日日 一、需求分析一、需求分析 1、需求：设计一款体检机，通过超声的原理测量人的身高，同时通过别的 传感器来测量人的体重。测量得到的结果一方面显示在显示屏上，另一方面 通过串口或者无线以一定的数据格式发送到中心 PC 机上。 2、分析：所设计的体检计要求能够完成四项基本任务： 测量身高 测量体重 在显示屏上显示测量结果 将测量结果发送给 PC
2、 二、概要设计二、概要设计 本设计大致可分为四个模块: （1）键盘控制模块，用来发送启动，终止等控制命令 （2）超声波测距模块,用来测量身高 （3）压力测量模块,用来测量体重 （4）LED 显示模块,用来显示身高和体重 整体方案如下图所示： AT89C52 单片机 超声波 测距模 块 压力感 应测量 模块 LED 显示屏 显示模块 PC 机 键盘控制模块 三、硬件设计三、硬件设计 1、超声波测距模块 本系统采用 AT89C52 单片机作为主控制器，超声波发射驱动需要的 40 kHz 脉冲由单片机 P00 发出，使用定时器进行计时和控制，超声波接收使 用 CX20106A 作为接收主控芯片，使用
3、 DS18B20 作为温度传感器进行温度校 正。超声波测距器的系统原理图如下图所示。 超声波在不同环境温度下传播速度不同，如忽略温度影响，将影响最终 测量精度。本文介绍的超声波测距测距方法采用渡越时间检测法，使用了 DS18B20 温度传感器对现场温度进行检测，并通过软件计算实现波速的温度 补偿，消除了温度对测量结果的影响，使测量误差降低。 （1）超声波的发射电路设计 超声波发送模块是由超声波发射探头组成的，单片机的 P00 端口直接 发送 40 kHz 的信号，使用 9012 三极管做为驱动放大，驱动压电晶片超声波 换能器产生超声波，超声波发射电路如图 3 所示。超声波发射子程序的流程 是，
4、发射时首先装填计时器，并且开始计时，当超声波发射完毕时，定时器 计时完毕，并且重新装填等待下次发射。 （2）超声波接收电路设计 在接收电路中使用了红外线接收处理芯片 CX20106A，因为它处理的是 38 kHz 的红外信号，而 40 kHz 的超声波信号和它比较接近，并且 CX20106A 芯片具有很强的抗干扰能力， 这个芯片的外围电路很简单而且通过外围电阻 调节它的中心处理频率， 通过改变外围电路电容的大小也可以改变接收电路 灵敏度和抗干扰能力。 经过试验后发现用单片机发 40 kHz 信号与使用 CX20106A 的电路搭配更 加简单合理，使得时间的计算更为精确。 （3）温度补偿电路设计 本系统中，选择使用温度芯片 DS18B20 作为温度传感器。DS18B20 支 持“一线总线”接口， 测量温度范围为-55125， 在-1085范围内， 精度为05。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大 提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。DS18B20 引 脚说明如下所示。 DS18B20 是在一根
