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1、精密超聲波測距儀的設計與實現(xiàn)學生：指導教師：內容摘要：本文詳細介紹了基于PIC16F873單片機的具有溫度補償?shù)母呔瘸暡y距儀的硬件及軟件設計。它利用PIC16F873產生40KHZ的脈沖信號并轉換成超聲波發(fā)射，當超聲波遇障礙物后返回，經超聲波接收傳感器接收返回信號送至PIC16F873的CCP1模塊，得到超聲波的傳播往返時間。即可實現(xiàn)對距離的測量。但由于超聲波是一種聲波，其傳播速度和環(huán)境溫度有密切關系，當溫度變化時聲速也變化，導致測量不準確。為提高測量的準確性就必須采用溫度補償。即用DS18B20數(shù)字溫度傳感器測量環(huán)境溫度，通過PIC16F873獲取當前環(huán)境下溫
2、度的采樣值，根據當前環(huán)境下的溫度查找出與之對應的超聲波速度。即可精確計算出距離，送LCD顯示（溫度、速度和距離），或通過串口與PC機相連實現(xiàn)人機交互。關鍵詞：高精度PIC16F873單片機超聲波溫度傳感器DesignandrealizeaboutpreciseultrasonicrangefinderAbstract：ThispaperintroduceshardwareandsoftwaredesignofhighpreciseultrasonicrangefinderwithtemperaturecompensatebasedonPIC16F873MCU.Itus
3、esPIC16F873producesimpulsesignalof40KHZ,andtransformsultrasonic.Ultrasonicreturnwhenitmeetsbar,sensortakesitoveranddeliversittoCCP1moduleofPIC16F873.Wewillgetthetimeofultrasonic’strip.Sowecangetthedistance,butultrasonicisasoundwave.itstransmitshasaffinitywithenvironmenttemperature,sound
4、speedchangeswiththechangesoftemperature,themeasurewillnotright.Itmustusetemperaturecompensatefortheveracityofmeasure.WemeasureenvironmenttemperaturebyDS18B20,andgetthehitsofcurrentenvironmentbyPIC16F873.Ultrasonicspeedcanbefoundbytheenvironmenttemperature.Distanceisworkedout,displayingb
5、yLCD(temperaturespeedanddistance),man-machineconversationcomestruebyserialinterfaceconnecttoPC.Keywords：HighprecisePIC16F873MCUUltrasonicTemperaturesensor目錄一、緒論1（一）超聲波的基本概述1（二）超聲波測距的設計方案論證2（三）設計背景及工作原理2二、系統(tǒng)總體設計要求及方案確定3（一）超聲波測距儀的分析運用3（二）超聲波測距儀的硬件設計總攬4（三）超聲波測距方法的設計方案論證5（四）超聲波傳感器的選擇7（五）RS2
6、32異步串行通信協(xié)議和接口規(guī)范8三、系統(tǒng)電路設計要求及方案確定11（一）主控制芯片的選擇11（二）測溫補償電路方案論證確定12（三）LCD1602顯示電路方案論證確定13（四）超聲波發(fā)射電路方案確定13（五）接收及信號處理電路方案論證確定14（六）RS-232通信接口電路方案論證確定18四、系統(tǒng)調試19（一）印刷電路板設計制作及硬件調試19（二）測試儀器20五、結論21六、總結與體會22七、謝辭22附錄23參考文獻30一、緒論（一）超聲波的基本概述人們能聽到聲音是由于物體振動產生的，它的頻率在20HZ—20KHZ范圍內，超過20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲
7、波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ到幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。超聲波波長短，繞射現(xiàn)象小，而且其方向性好，穿透能力很強，且碰到雜質或分界面就會有顯著的反射現(xiàn)象。這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超
