超聲波測距儀--畢業(yè)設(shè)計

電子機電論文編號:JD027    論文字數(shù):20712,頁數(shù):56

目    錄
第1章  緒  論 1
1.1課題背景 1
1.2 論文研究內(nèi)容 3
1.2.1 研究內(nèi)容 3
1.2.2各章節(jié)主要內(nèi)容 4
第2章  系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 5
2.1 超聲測距理論基礎(chǔ) 5
2.1.1超聲波介紹 5
2.1.2 超聲波傳感器 5
2.1.3 傳感器的指向角θ 7
2.1.4 測量盲區(qū) 8
2.2 超聲波測距原理 9
2.3 超聲測距系統(tǒng)組成 10
2.3.1 系統(tǒng)的收發(fā)過程 10
2.4方案比較 11
2.4.1 超聲波頻率及探頭的選用 11
2.4.2 發(fā)射模塊 11
2.4.3 接收模塊 11
2.4.4溫度補償 12
2.4.5 顯示模塊 13
2.4.6 電源模塊 14
2.4.7 通信接口選擇 14
2.5系統(tǒng)的總體構(gòu)想 15
2.6 本章小結(jié) 15
第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 17
3.1 系統(tǒng)工作的過程 17
3.2 主控制電路 17
3.2.1 AT89C51單片機 18
3.2.2 時鐘振蕩器 18
3.2.3 復(fù)位電路 19
3.3 串行通信接口 19
3.3.1 RS-232電氣特性 20
3.3.2 RS-232連接器機械特性 20
3.3.3 數(shù)據(jù)發(fā)送電路 21
3.4發(fā)射電路設(shè)計 21
3.4.1 555振蕩器 23
3.4.2 共射極放大電路 24
3.5接收電路設(shè)計 26
3.5.1 CX20106工作原理分析 26
3.6 電源電路設(shè)計 27
3.7 LCD顯示電路 27
3.7.1 LCD接口協(xié)議 28
3.8 溫度測量 28
3.9本章小結(jié) 29
第4章 系統(tǒng)程序設(shè)計 30
4.1軟件功能模塊的劃分 30
4.2 主程序的分析設(shè)計 30
4.3 外部中斷程序 31
4.4 T0中斷子程序 32
4.5 溫度校正 33
4.6 本章小結(jié) 33
第5章 調(diào)試過程 34
5.1 調(diào)試環(huán)境 34
5.1.1 LCD程序調(diào)試過程 34
5.1.2 發(fā)送40kHZ脈沖信號子程序調(diào)試 34
5.1.3 溫度傳感器的調(diào)試 34
5.2 實驗結(jié)果 35
5.3 本章小結(jié) 35
總  結(jié) 36
致  謝 37
參考文獻 38
附錄1超聲測距源程序 39
附錄2 超聲測距原理圖 50
附錄3 硬件實物圖 51

摘要：超聲波測距應(yīng)用十分廣泛。論文在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計方法，確立了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路。本文設(shè)計了一套超聲波檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種基于AT89C51 單片機的超聲波測距系統(tǒng),它根據(jù)超聲波在空氣中傳播的反射原理, 以超聲波傳感器為接口部件, 應(yīng)用單片機技術(shù)和超聲波在空氣中的時間差來測量距離。該系統(tǒng)主要由主控制器模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和顯示模塊等四個模塊構(gòu)成。設(shè)計利用51單片機系統(tǒng)的I/O口，使超聲波傳感器發(fā)出40KHz的超聲波，反射回來的超聲波信號，經(jīng)過放大和整形電路進入單片機，比較調(diào)試后確定其對應(yīng)的距離，完成測距。可實現(xiàn)3米內(nèi)測距，盲區(qū)7厘米，具有LCD顯示功能。

關(guān)鍵詞：超聲波；超聲波傳感器；AT89C51單片機；LCD顯示單元；測距儀

Abstract: The ultrasonic ranging application is extremely widespread. After the feasibility and reliability has been analysised, the structure design technique was established. This article introduces an ultrasonic distance measurement based on the AT89C51 single-chip computer, the system according to ultrasound in the air reflection principles of the dissemination. And it uses the ultrasound sensor as interface components for the application of the distance measure based by single-chip computer technology and the margin of time that ultrasound transmit in air, thereby the systems of design of ultrasonic test comes into being. The system primarily composed by the four modules : the controller module,ultrasonic launch module, ultrasound receiving module and display modular. The I/O ports of the 51 single-chip computer were used to cause the ultrasonic transducer to send out the 40kHz ultrasonic wave. The reflected signal enter the 51 after the enlargement and feedback circuit, and the system will complete the range finder by debugging the corresponding distance. This design can realize 3 meters in range finders, with the 7 centimeters blind spot, The system have the LCD demonstration.

Keywords: ultrasonic, ultrasonic sensor, AT89C51 single-chip computer, LCD display unit,  range finder