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《基于單片機的高精度超聲波測距系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、畢業(yè)設計基于51單片機的超聲波測距系統(tǒng)設計姓名院（系）專業(yè)班級學號指導教師職稱論文答辯日期2013年月日摘要本文旨提出了一種基于51單片機的超聲波測距系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過超聲波模塊進行數據測量，后經單片處理和計算，最終通過數碼管顯示出測頭與物體實際距離。通過實際測試表明，本系統(tǒng)運行可靠，可以實現超聲波這種非接觸的測距功能。關鍵詞：51單片機超聲波測距目錄1前言11.1研究背景11.2國內外研究情況11.3本文主要內容及安排22控制系統(tǒng)主要硬件介紹22.1單片機STC89C52的選型22.1.1STC89C52介紹22.1.2STC89C52引
2、腳介紹32.2超聲波測距模塊選型52.2.1HC-SR04介紹52.3顯示器件的選型62.3.1數碼管的選型63硬件電路設計83.1單片機最小系統(tǒng)的設計83.2超聲波測距顯示電路系統(tǒng)設計93.3超聲波系統(tǒng)設計104系統(tǒng)軟件設計104.1流程圖104.2單片機測距程序115實物性能測試155.1單片機測試155.2程序調試156編程和下載軟件的介紹166.1Keil的簡介166.2AltiumDesigner6.0的簡介236.3STC_ISP_V480的簡介257總結與展望26參考文獻28致謝291前言1.1研究背景隨著科技的迅猛發(fā)展越來
3、越多的科技成果被廣泛的運用到人們的日常生活當中,給我們的生活帶來了諸多方便。本設計就是本著這個宗旨出發(fā),利用超聲波的特性來為我們服務。聲波是物體機械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動頻率大于20000Hz以上的,其每秒的振動次數（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質上是一致的，它們的共同點都是一種機械振動，通常以縱波的方式在彈
4、性介質內會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點是超聲波頻率高，波長短，在一定距離內沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離的測量。超聲波測距由于其能進行非接觸測量和相對較高的精度，越來越被人們所重視。超聲波測量技術利用回波測距原理，技術發(fā)展已經成熟，應用也積累了很多經驗。超聲波測距儀，可以應用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現場的位置監(jiān)控，也可用于液位、井深、管道長度的測量等場合。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時監(jiān)控，并且在測量精度方面
5、能達到工業(yè)實用的要求。隨著科學技術的快速發(fā)展，超聲波在測距儀中的應用越來越廣。展望未來，超聲波測距儀作為一種非常重要的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。1.2國內外研究情況國內超聲波技術現已日趨成熟，穩(wěn)定度也相當高，適合大部分環(huán)境下使用；應用領域。包括：測距、避障、機器人定位、曲面仿真等。雖然如此，但也存在一些急待攻克的問題，主要包括：測量精度的級別有待提高，測量距離不夠遠，普遍只有10米之內，最遠也只有幾十米；一些高精度或遠距離的產品的電路復雜，成本較高；依然存在一定距離的育盲區(qū)等
6、等；這些問題限制了超聲波的應用。針對上述存在的問題，國內外的相關人員進行了努力的攻關。29研究主要集中在以下幾個方面：超聲波回波處理、新型換能器研發(fā)、發(fā)射脈沖選取等等，并且針對超聲測距儀器的常見影響因素提出了溫度補償、接收回路串入自動增益調節(jié)環(huán)節(jié)等提高超聲波測距精度的措施。目前在國內的研究成果主要有：超聲波回波處理方面，最小均方自適應時延估計算法；一體化換能器；專用脈沖發(fā)生器；采用功率驅動芯片和升壓變壓器等，還通過超聲波測距儀專用集成電路通過分析超聲波測距誤差產生的原因，來提高測量時間差到微秒級，以及用溫度傳感器來進行聲波傳播速度的補償后
7、，其高精度超聲波測距儀也可以達到毫米級的測量精度。這些新的技術都大大提高了超聲波測距的精度和距離。國內的超聲波測量品牌有古大，飛鷹，百特等。他們的技術在國內應該處于領先地位，但是低端的很多。而在國外，超聲測量技術也有迅速發(fā)展。國外西門子，HAWK的產品比較齊全，質量比較穩(wěn)定。1.3本文主要內容及安排本文主要內容是對超聲波測距系統(tǒng)的分析。本文的安排為：第1章是研究背景的介紹；第2章是對控制系統(tǒng)主要硬件的介紹，包括單片機、超聲波模塊、數碼管；第3章是介紹硬件電路設計；第4章是介紹系統(tǒng)軟件設計；第5章是介紹實物性能測試；第6章編程和下載軟件；第
8、7章是總結與未來展望。2控制系統(tǒng)主要硬件介紹2.1單片機STC89C52的選型2.1.1STC89C52介紹STC89C52是由深圳宏晶科技公司生產的與工業(yè)標準MCS-51指令集和輸出管腳相兼
