基于单片机的超声波测距仪设计毕业设计论文.doc

目录

摘 要............................................................................................................................................3

第一章 绪论....................................................................................................................................5

1.1 超声波测距研究意义及发展概况....................................................................................5

1.1.1 超声波测距系统研究的意义..................................................................................5

2.1 超声波发生器及测距原理..............................................................................................10

2.1.1 超声波发生器.........................................................................................................10

2.1.2 压电式超声波发生器原理.....................................................................................10

2.1.3 超声波测距原理.....................................................................................................10

2.2 系统整体方案的设计......................................................................................................11

第三章 硬件电路设计介绍............................................................................................................13

3.1 AT89C52 介绍.................................................................................................................13

3.2 单片机最小系统............................................................................................................15

3.3 超声波模块.......................................................................................................................16

3.3.1 超声波发射电路....................................................................................................16

4.2 中断处理程序流程..........................................................................................................22

结论..................................................................................................................................................27

致 谢..............................................................................................................................................28

参考文献..........................................................................................................................................29

附录一 电路原理图........................................................................................................................30

附录 2 程序清单.............................................................................................................................31

附录 3 实物展示.............................................................................................................................36

摘 要

随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系

统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可

了。

本设计采用以 AT89S52 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。整个电路采用模块化设计，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。各探头的信号

经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。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。相关部分附有硬件电路

图、程序流程图。

经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过

系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的

位置监控

Key words:AT89S52; Silent Wave；Measure Distance

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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利

用超声波检测往往比较迅速、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，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应

用。下面就介绍一下超声波测距研究意义及发展概况。

道路交通事故是现代社会的一大公害,与之相关的先进安全技术研究日益受

到重视。基于智能交通系统的汽车防撞系统是先进安全技术的一项重要内容,国

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特别是在空气测距中，由于空气中波速较快，其回波信号中包含的沿传播方

向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其它方

法为高。如今，超声测距技术在国防、汽车工业、公路监测及日常生活中也无处

不在。

迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传感器的研究。能够全天候工作的

毫米波雷达是最为理想的测距传感器，这己是目前国际上公认的结论。超声测距

传感器也可以全天候工作，而且价格低廉、便于安装使用，也是一种较为理想测

距传感器。因此，倘若不考虑从国外进口价格昂贵的毫米波雷达，那么，超声传

波信号进行预处理，增大后续信号处理算法的处理增益，以提高超声测距仪的输

出信噪比。只有这样，才可能研制出功耗低、量程大（20～40m）而且价格低廉

的超声测距系统。

毋庸置疑，超声传感器的研制成功，不仅有益于促进科技进步、加快国内超

声测距系统的开发进程，而且具有相当广阔的市场前景。

具备发送和接收超声波功能的装置，称为超声换能器，习惯上称为超声传感

器或超声波探头。下面，简要介绍一下超声波特性和超声换能器现状。

1.2.1 超声波及其特性

超声波具有较好的指向性—频率越高，指向性越强。这在诸如探仿和水下声

应用和高强度应用两类”。在低强度应用类中，超声波或是用来研究试样材料的

特性，或是用来作为控制手段。绝大多数情况是被测材料本身经受不起结构上的

持久变形或是经受不起化学特性上的变化，才采用低强度超声波作为测试手段的。

许多低强度应用场合中所用的超声波，其频率都很高，典型的工作频率是在兆赫

兹的范围内，而其声功率的范围则较宽，一般可从数微瓦到数十毫瓦。在高强度