資源描述：
《基于單片機的超聲波測距課程設計報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、課程設計說明書題目：超聲波測距院（系）：電子工程與自動化專業(yè)：學生姓名：學號：指導教師：2011年11月7日目錄一、緒論二、對本課程的設計分析2.1總體設計方案介紹2.1.1超聲波測距原理2.1.2超聲波測距原理框圖2.2系統(tǒng)硬件設計方案2.2.151系列單片機的功能特點及測距原理2.2.1.151系列單片機的功能特點2.2.1.2單片機實現(xiàn)測距原理三、主要電路模塊的實現(xiàn)方案比較及選擇3.1超聲波發(fā)射電路3.2超聲波檢測接收電路3.3超聲波測距系統(tǒng)的硬件電路設計3.4系統(tǒng)電路圖及其PCB圖四、系統(tǒng)的軟件設計4.1主程序流程圖4.2超聲波
2、發(fā)射子程序和超聲波接收中斷程序五、測試數(shù)據(jù)以及結(jié)論六、課程設計過程中遇到的主要問題以及解決辦法七、心得體會一、緒論隨著社會的發(fā)展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。超聲波測距由于其能進行非接觸測量和相對較高的精度，越來越受到人們的重視。超聲波測距離的一個最重要的功能就是作用于倒車系統(tǒng)上。要實現(xiàn)倒車系統(tǒng)的準確精度，就得把超聲波和單片機相結(jié)合，利用單片機的控制系統(tǒng)和精確的運算使超聲波測距離更加快速和精確。從而，減少事故的發(fā)生。通過該實驗學習利用單片機和超聲波探測元件測試距離的基本方法，進一步熟悉單片機定時器技術(shù)、中斷技術(shù)在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處
3、理過程中的綜合運用方法，提高綜合應用程序的編程方法與技巧。發(fā)射器發(fā)出的40KHz超聲波以速度v在空氣中傳播，在到達被測物體時被反射返回，由接收器接收，其往返時間為t，由s=vt/2即可算出被測物體的距離。報告內(nèi)容包括：單片機控制主程序、中斷子程序、延時子程序和超聲波發(fā)射、接收電路、數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路以及主電路。二、對本課程設計的分析2.1總體設計方案介紹2.1.1超聲波測距原理發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度v在空氣中傳播，在到達被測物體時被反射返回，由接收器接收，其往返時間為t，由s=vt/2即可算出被測物體的距離。由于超聲波也是一種聲波，其
4、聲速v與溫度有關(guān)，下表列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。表1-1超聲波波速與溫度的關(guān)系表溫度（℃）-30-20-100102030100聲速（m／s）313319325323338344349386表1-12.1.2超聲波測距儀原理框圖如下圖采用AT89s52單片機，晶振：12MHZ，單片機P1.0口發(fā)出40kHZ的方波信號，通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號，利用外部中斷0口監(jiān)測超聲波輸出的返回信號，顯示電路采用簡單的4位LED數(shù)碼管，位碼用8550驅(qū)動。單片機超聲波
5、接收數(shù)碼管顯示超聲波發(fā)送掃描驅(qū)動圖1-1超聲波測距原理框圖2.2系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設計硬件電路的設計主要包括單片機系統(tǒng)及LED顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。單片機采用AT89S52來實現(xiàn)對CX20106A紅外接收芯片和TCT40-10系列超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機通過P1.0口經(jīng)反相器來控制超聲波的發(fā)送，然后單片機不斷的檢測INT0引腳，當INT0引腳的電平用高電平變?yōu)榈碗娖綍r就認為超聲波已返回。計數(shù)器所記的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時間，通過換算就可以得到
6、超聲波傳感器與障礙物的距離。2.2.151系列單片機的功能特點及測距原理2.2.1.151系列單片機的功能特點51系列單片機中典型芯片(AT89S52)采用40引腳雙列直插封裝(DIP)形式，內(nèi)部由CPU，8kB的ROM，256B的RAM，3個16b的定時／計數(shù)器TO、T1以及T2，4個8b的工／O端I：IP0，P1，P2，P3，一個全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機片內(nèi)的Flash可編程、可擦除只讀存儲器(E~PROM)，使其在實際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。?5l系列單片機提供以
7、下功能：8kB存儲器；256BRAM；32條工／O線；3個16b定時／計數(shù)器；5個2級中斷源；1個全雙向的串行口以及時鐘電路?？臻e方式：CPU停止工作，而讓RAM、定時／計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復位。5l系列單片機為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。2.2.1.2單片機實現(xiàn)測距原理單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收
8、回波的時間差t，然后求出距離S＝Ct／2，式中的C為超聲波波速。限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在4個因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收
