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1、. . . . 毕业设计论文题目 基于单片机的超声波测距系统 . . . 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（
2、论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、
3、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理
4、工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书
5、、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它基于单片机的超声波测距系统摘要STC89C52是常见的的一款STC系列单片机，被广泛应用，它的作用在自动控制领域里得到了很好的体现。本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距系统的制作，以STC89C52为主控芯片，利用超声波对距离的检测，然后单片机处理运算,将前方物体的距离在显示器显示出来，从而实现测距。关键词超声波；测距；单片机Ultrasonic distance measurement system based on SCMQian wei（Grade11,Class1,Major Electronic inf
6、ormation science and technology，Institute of electrical and physical Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shanxi）Tutor: Zhou pingheAbstract：STC89C52 are common in an STC series microcontroller, it is widely used, and its role in the field of automatic control has been well represen
7、ted,This design is the use of STC89C52 microcontroller, ultrasonic sensors complete production ranging system to STC89C52 as the main chip, the use of ultrasound to detect distance, and single-chip processing operation, the distance in front of the object displayed in the display, enabling measureme
8、nt distance.Key words：Ultrasonic; location; MCU目录引言11总体设计方案22超声波测距硬件设计22.1主控制模块22.2电源设计32.3超声波测试模块32.3.1超声波的特性42.3.2超声波换能器42.4超声波传感器原理52.5测距分析82.6时钟电路的设计92.7复位电路的设计92.8显示模块103超声波测距的软件设计103.1软件设计方法103.2软件系统流程介绍104系统误差分析及改进115总结12参考文献12附录A13附录B14附录C19附录D20引言通过无线电来测量载机与某个物体或反射面相互间的信号传播延迟、频率、相位差从而测算出两点之
9、间直线距离的方式叫做无线测距。当前测算距离的方法更多的还是选用测量波在介质中传播和时间的关系。由于传感器和单片机控制技术的不断进步，无线检测技术已经被运用到很多领域。当前，最常见的无线测距方式有CCD探测、雷达测距、超声波测距和激光测距等等。在此之中，CCD探测具备不需要信号发射源、使用便捷、同时得到许多的环境信息等特点，然而视觉测距需要另外的计算开支。雷达测距具备二十四小时工作，适应于恶劣的环境中进行短距离、高精度测距的优势，不过比较容易受到电磁波的干扰。激光能轻易穿透雨雾，不容易被干扰，而且它在方向性、单色性、亮度、测量速度方面都有不错的表现。不过它在和前面几种测距方法相比较，超声波测距能
10、够直接测量近距离目标，纵向分辨率好，适用围大，方向性强，而且具由不受烟雾、光照、电磁干扰等因素影响，且覆盖面较大等优点。现在，超声波测距已经大量运用于移动机器人的定位、液位高低的测量和躲避障碍等领域，应用前景非常好。超声波是一种在弹性介质里的机械振荡。它是通过和介质相接触的振荡源所产生的，它的频率都在20000Hz以上。超声波在医疗技术、日常生活、工业生产中的应用越来越多。超声波在介质里传播的时候在不同介面上具备反射的特点。因为他具有指向性强、传播能量大，方向性好、传播距离较远等等特性，经常用在测量物体的厚度、距离、液位等。超声波的传播速度与介质的密度和弹性特征相关。它在空气里的传播速度是34
11、0m/s。当声音的频率超出人耳听力的频率极限时，我们就不会觉察出四周声音的存在，因此称这类高频率的声为超”声，它是属于机械波的围。超声波也遵从一般机械波在弹性介质中的传播规律，就比如在介质的分界面上发生反射和折射反应，在进到介质后会被介质吸收而发生衰减等。恰是因为拥有这样的特性，让超声波可以运用在距离的测量中。超声波测距的方法常见的有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间法这三种。在这之中，相位检测法精度最高，不过检测的围有限；声波幅值检测法容易被反射介质所影响。所以，现在超声波测距一般都用渡越时间法。超声波测距的工作原理是发射换能器向外面发射超声波，然后超声波就在介质里传播，碰到障碍物之后反射
12、，产生了回波，接收换能器就接收回波。渡越时间法就是通过检测发射超声波与接收回波之间的时间差来测算出目标物体和信号发射源之间的距离。从技术上看，超声波测距系统从上个世纪70年代开始就已经开始实用化在上个世纪70年代末期已经广泛运用到各大领域中。近些年来，国的科研专家在超声波回波信号处理方法、新型超声波换能器研治、超声波发射脉冲选取等方面进行了许多理论分析和研究，并且对于超声测距中常见影响因素提出了温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等来增加超声波测距精度的措施。因为超声波测距的原理简单、容易完成和成本低廉等优势，在液位测量、汽车防撞、移动机器人定位和避障、曲面仿形检测和导盲系统等方面获得了广泛
13、的认可。接触式液位的测量存在了很多问题，比如易渗漏、易腐蚀、不便于检修和维护等。通过超声波测距能够完成液位的非接触式测量，解决了上面这些问题。和其他的测位方式相比较，超声波的液位测量具备不用接触、结构简单、安装和维护便捷、性能稳定可靠等优点。移动的机器人要装上很多种传感器来得到环境信息以确定自己的位置和躲避障碍物，当中比较普遍的传感系统是视觉系统和超声波测距系统。超声波传感器早已被大量的用于测距传感器，并运用在机器人的定位和避障上。由于汽车数量的飞速增长，汽车在安全和使用便捷方面的性能备受关注。因为存在视觉的盲区，我们通常在倒车时不能看清楚车子后面的障碍物，非常容易刮伤汽车或者发生事故。通过在
14、车身前后方安置超声测距传感器能够准确的测量车身距障碍物间的距离，方便了驾驶员在泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所造成的困扰，而且让驾驶员没有了视野死角和视线模糊的不便，增强了驾驶的安全性。1总体设计方案本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示。电路结构可划分为：超声波传感器、单片机控制电路。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。超声波传感器测出数据，然后单片机
