基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计

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1、 毕业设计报告（论文） 报告（论文）题目：基于 51 单片机的超声波测距 系统设计 作者所在系部： XXXXXX 作者所在专业： XXXXXX 作者所在班级： XXXX 作 者 姓 名 ： XXX 作 者 学 号 ： XXXXXXX 指导教师姓名： XXX 完 成 时 间 ： XXXX 年 X 月 X 日 毕业设计（论文）任务书 姓姓 名：名： XX 专专 业：业： XXX 班班 级：级： XXX 学号：学号： XXXXXXXX 指导教师：指导教师： XXX 职职 称：称： XXXX 完成时间：完成时间： XXXX 年 X 月 X 日 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目： 基于 51

2、单片机的超声波测距系统设计 设计目标：设计目标： 利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点，设计实现生活中很多场合如 汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距的工作。 技术要求：技术要求： 1 1、熟练使用 AT89C51 单片机、超声波发射器、超声波接收换能器各种仪器。掌握 其原理，学以致用。设计出超声波测距仪的硬件结构电路。 2、对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现 利用超声波方法测量物体间的距离。 3、对设计的电路进行分析。 所需仪器设备：所需仪器设备： AT89C51 单片机、超声波发射器、超声波接收换能器 成果成果

3、验收形式：验收形式： 原理图、仿真结果 参考文献：参考文献： 单片机原理与接口技术 、 传感器应用 A 、 电子测量技术 时时 间间 安安 排排 1 5 周-6 周 立题论证 3 9 周-13 周 仿真调试 2 7 周-8 周 方案设计 4 14 周-16 周 成果验收 指导教师指导教师： 教研室主任教研室主任： 系主任系主任： 1 摘 要 超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械 波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后 被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。 随着科技水平的不断

4、提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。 系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括单片机电 路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路，另外还有复位电路和LED控制电路等。 我采用以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。整个电路采用模块化设计，由信号发射和接收、供电、温度测量、显示等模块 组成。发射探头的信号经放大和检波后发射出去，单片机的计时器开始计时，超声波被 发射后按原路返回,在经过放大带通滤波整形等环节,然后被单片机接收,计数器停止工作 并得到时间。温度测量后送到单片机,通过程序对速度进行校正, 结合

5、两者实现超声波测 距的功能。软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程 序等模块组成。它控制单片机进行数据发送与接收，在一定温度下对超声波速度的校正， 还有实现数据正确显示在LED上。另外程序控制单片机消除各探头对发射和接收超声波 的影响。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 实际的环境对超声波有很大的影响，如外部电磁干扰电源干扰信道干扰等等，空气 的温度对超声波的速度影响也很大。此外供电电源也会使测量差生很大的误差。再设计 的过程中考虑了这些因素，并给出了一些解决方案。 关键词 AT89C51 超声波 测距 中北大学毕业论文 1 目 录 摘 要 . 1 第 1 章 绪

6、论 . 1 1.1 课题背景及重要意义 1 1.2 国内超声检测发展综述 1 1.3 超声波测距存在的问题与课题的意义 2 1.4 本文主要研究内容 3 第 2 章 超声波测距原理与方法 . 5 2.1 超声波简介 5 2.1.1 超声波的三种形式 5 2.1.2 超声波的物理性质 5 2.1.3 超声波对声场产生的作用 5 2.2 超声波传感器介绍 6 2.2.1 超声波测距原理及结构 6 2.2.2 超声波传感器选择 . 9 2.2.3 超声波测距的原理 . 9 2.2.4 发射脉冲宽度 . 10 2.2.5 测量盲区 . 11 2.3 本章小结 12 第 3 章 系统硬件设计 . 13 3.1 发射电路设计 . 13 3.1.1 发射电路设计方案 . 14 3.1.2 发射电路常用方案 . 14 3.1.3 超声波发射器的注意事项 15 3.2 接收电路设