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1、.数字电子技术基础课程设计说明书专业名称：电气工程及其自动化班 级：093学 号：20090202113姓 名：田玲玲指导教师：姜凯日 期：2010-12-30数字电子技术课程设计评阅书题目超声波测距仪学生姓名田玲玲学号20090202113指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日.课程设计任务书20062007学年第一学期专业： 电气工程及其自动化 学号： 20090202113 姓名： 田玲玲 课程设计名称： 数字电子技术课程设计 设计题目：超声波测距仪 完成期限：自 2010 年 12 月 26 日至
2、 2010年 12 月 31 日共 1 周设计依据：超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(t/2)*C 设计任务及要求：测量距离为10米，在测量范围之内通过LED能够正确显示出两点间的距离并且误差小于5%。指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 年 月 日摘 要本文在结合多种测距方案的基础
3、上，介绍了基于STC89C52RC单片机处理的超声波测距系统的组成，工作原理和程序设计方法。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路及显示电路构成。其中硬件电路采用了常用的555电路来产生超声波产生信号，软件部分距离计算中的除法运算采用先除后减的方法，而不是常规的通过右移来实现。由于是采用mm作单位，故可以通过软件调节来实现较高的精度。本系统可用于需要测量距离参数的各种应用场合，如液位测量、物位测量、倒车雷达设计等场合。关键词：超声波 单片机 测距仪目 录1 课题描述原理图2 应用分析3 数据测量和分析 3.1数据测量与分析 3.2误差分析4 总结5 参考文献.1 课题
4、描述声波是物体机械振动状态通过媒质向四面八方传播。声音的传播速度与介质的种类、温度有关，一般说来，介质的密度越高传播的速度越大；温度越高传播的速度越大。超声波是指振动频率大于20KHz以上的机械波，具有强度大，方向性好等特点。我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。利用超声波来测量距离可以解决这些问题。超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计
5、时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(t/2)*C 式中 L要测的距离 T发射波和反射波之间的时间间隔 C超声波在空气中的声速，常温下取为340m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。原理图：（1）发送电路（2）接受电路（3）CPU电路（4）参考电路版图2应用分析 采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形
6、图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。 3数据测量和分析3.1 数据测量与分析由于实际测量工作的局限性，最后在测量中选取了一米以下的50cm、90cm、150cm、200cm、300cm、500cm 六个距离进行测量，每个距离连续测量七次，得出测量数据。对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据，最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。如果测量数据有误，就要分析是哪一部分电路存在问题，并在电路板上检查这一部分电路中的元器件是有
7、质量问题还是自己在焊接过程中并没有焊牢，而是出现了虚焊，检查到问题所在后及时更换原件或重新焊接，直到使测量数据基本满足设计所提出的要求。3.2误差分析 测距误差主要来源于以下几个方面： (1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度，这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系，所以实际测量时，不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋，实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。4 总 结通过这次课程设计,遇到了几个预料之外的问题，按照自己的思路本以为可以，实际焊接时却失败了，这使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固6参考文献1 孙涵芳、徐爱卿 单片机原理及应用(修订版) 北京航空航天大学出版社 2 金篆芷、王明时 现代传感器技术 电子工业出版社 .
