超声波测距毕业设计 (2)

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1、 1 绪 论 随着电子工业技术的发展，电子技术在工业中得到了广泛的应用。现今，应 用到超声波的原理也很广泛。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以 及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之 间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围 内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。 超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经 常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波 测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也 可用于如液位、井深、管道长度的测

2、量等场合。利用超声波检测往往比较迅速、 性价比高和硬件实现方便、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，因此也被广泛地应用到行走机器人感知系统中。 近年来，机器人的研究与发展倍受世人关注。机器人系统广泛融合了机器人 学、机电一体化、通讯与计算机技术、图像处理、传感器数据融合、决策与对策、 模糊神经网络与智能控制等诸多学科内容，是研究多智能系统理论的良好实验平 台。从某种程度上说，机器人技术是反映国家高科技综合实力的一场技术战争。 美国、日本等国家在机器人研制方面做的就比较好，中国还要努力。 目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量 和控制

3、，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造，电子冶 金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域也有广泛地应用。此外，在材料科 学，医学，生物科学等领域中也占具重要地。由温度传感器和单片机组成的高精 度超声波测距已应用在各种高精度测距的场合，如自动气象站中水气日蒸发量的 测试、自动任意形状物体密度测试仪等，它具有测试速度快，能达到毫米级的测 量精度等优点，在工程上的开发与应用前景广阔 单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，作为微计算机一个很重要的分支，应用 广泛，发展迅速，已对人类社会产生了巨大的影响。尤其是美国 Intel 公司生产 的 MCS51 系列单片机，由于具有集成度高

4、、处理功能强、可靠性好、系统结构 简单、价格低廉、易于使用等优点，在我国已经得到广泛的应用，在智能仪器仪 表、工业检测控制、电力电子、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果。尽管 目前已有世界各大公司研制的各种性能的不同型号的单片机不断问世，但由于 MCS51 单片机易于学习、掌握，性能价格比高，另外，以 MCS51 单片机基本内 核为核心的各种扩展型、 增强型的单片机不断推出， 所以在今后若干年内， MCS51 2 系列单片机仍是我国在单片机应用领域首选的机型。 本文介绍一种基于 AT89C51 单片机的超声波测距系统， 该系统根据超声波在 空气中传播的反射原理, 以超声波传感器为接口部件, 应用单片机技术利用超 声波在空气中的时间差来测量距离, 从而设计了一套超声波检测系统。该系统主 要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块、温度补偿模块和显示模 块等五个模块构成。全文开头部分主要对系统的设计思路和不同方案之间的比较 进行论述，后半部分详细介绍了系统硬件设计、软件设计及各模块的实现。 3 第 1 章 MSC51 系列单片机简介 1.1 单片机的发展概况 本章主要介