单片机课程设计--超声波测距仪

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1、 课程设计成果说明书 题 目： 超声波测距仪的设计 学生姓名： 学 号： 学 院： 班 级： 指导教师： 2015 年 11 月 20 日 摘要摘要 由于超声波指向性强，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。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简 单，并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。 超声波测距仪，可应用于汽车倒车、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、管道长度的测量等场合。利用超声波指向性强， 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。利 用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到

2、实时控制。 本设计的 超声波测距仪利用超声波传输中距离与时间的关系，采用以 STC12C5A 单片机为 核心进行控制及数据处理，最终完成超声波测距仪的硬件电路和软件设计。该测 距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、系统电源 电路及显示电路构成。整个程序采用模块化设计，由主程序、发射子程序、接收 子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超 声波测距器的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软 件实现了各个功能模块。 关键词：关键词：超声波；测距；传感器 1.1. 选题背景选题背景 随着科技发展的不断进步，自动测量技术不断更新，

3、非接触式测量技术 也有了长足的发展。在很多工控场合，测量的物体是不能够直接接触到的， 或者是测量物体不宜直接接触, 这个时候就要用到非接触式的测量仪器。自 物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产 生超声波的办法，从此超声波技术得到广泛运用。而在超声波测量领域，尤 其是在测距领域，结合各种其他技术的应用，超声波测量变得十分普及。 超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，传播速度仅为光波的百万分之 一，纵向分辨率较高。超声波对色彩、光照度、外界光线和电磁场不敏感， 因此超声测距对于被测物处于黑暗、有灰尘或烟雾、强电磁干扰、有毒等恶 劣的环境下有一定的适应能力， 在液位测量、

4、 机器人避障和定位、 倒车雷达、 物体识别等方面有着广泛的运用。与其他测距方法相比，超声波测距方法有 其自己的特点： (1) 相对于声波，超声波具有定向性好、能量集中、在传输过程中的衰 减较小、反射能力较强等优势。 (2) 相对于光学方法， 超声波的波速小， 可以直接测量较近目标的距离， 纵向分辨率较高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗，有 灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。特别是在海 洋勘测方面具有独特的优点。 (3) 超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易 于小型化与集成化。 随着科学技术的快速发展，超声波的应用将越来越广。但就目前技术水平来 说，人们可以具体利用的超声波技术还十分有限，因此，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。 2.2. 设计思路设计思路 超声波测距系统包括超声波的发射与接收系统、报警系统和显示系统。 其结构框图如图 2-1 所示： 2-1 超声