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1、本科生毕业论文(设计) 题目：便携式超声波测距系统的 研究与设计 学生姓名：石 某 学号： 专业班级：自动化 12102班 指导教师： 完成时间： 2016年 5月 10日 I 摘 要 超声波是指频率在 20kHz 以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵 循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射 现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得 超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被 广泛应用于人们日常工作和生活之中。 系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括 单片机电路、发射电路、接收电
2、路、显示电路和电源电路，另外还有复位电路 和 LCD 控制电路等。我采用以 STC89C52 单片机为核心的低成本、高精度、微 型化数字显示超声波测距仪的硬件电路。整个电路采用模块化设计，由信号发 射和接收、供电、温度测量、显示等模块组成。发射探头的信号经放大和检波 后发射出去，单片机的计时器开始计时，超声波被发射后按原路返回,在经过放 大带通滤波整形等环节,然后被单片机接收,计数器停止工作并得到时间。温度测 量后送到单片机,通过程序对速度进行校正, 结合两者实现超声波测距的功能。 软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序 等模块组成。它控制单片机进行数据发送与接收
3、。另外程序控制单片机消除各 探头对发射和接收超声波的影响。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 实际的环境对超声波有很大的影响，如外部电磁干扰电源干扰信道干扰等 等，空气的温度对超声波的速度影响也很大。此外供电电源也会使测量差生很 大的误差。 关键词：STC89C52；超声波；测距。 II Abstract ultrasonic frequency in the above 20kHz refers to the sound wave, it belongs to the category. Ultrasonic wave in general also follow the rules of
4、 the elastic medium, such as the boundary of the reflection and refraction phenomenon occurring in the media and after absorbing attenuation etc. Because these properties, ultrasonic can be used in measuring the distance. Along with the science and technology unceasing enhancement, ultrasonic techno
5、logy has been widely applied in Peoples Daily life and work. The thesis mainly includes two parts, the design that hardware circuit and software program. The hardware circuit including microcontroller circuit, launch circuit, receiving circuit, display circuit and power circuit, in addition to reset
6、 circuit and control circuit LED etc. I used to STC89C52 SCM is the core of low cost, high precision, miniaturization digital display ultrasonic rangefinder hardware circuit. The circuit USES modular design, the signal transmission and reception, power supply, temperature measurement, display module
7、. The launch of the probe signal amplifier and detection after the launch of the timer started out, microcontroller timer, ultrasonic was launched by the way, after the return on amplified bandpass filters orthopedics etc, then received by MCU, counter to stop work and time. After temperature measur
8、ement of single-chip microcomputer, through the procedure to speed adjustment, the realization of the ultrasonic ranging function. Software program mainly by the main program, preset subroutines, launch procedure, receiving subroutines, display subroutines etc modules. It control chip. Another progr
9、am control chip to eliminate the emitting and receiving ultrasonic probe. The actual environment has great influence on ultrasonic, such as external electromagnetic interference source channel interference etc, the temperature of the air of ultrasonic velocity are significantly affected. Besides sup
10、ply power will also make great difference measurement errors. Keywords: STC89C52, Ultrasonic, distance目 录 摘 要.I Abstract.II 第1章 绪 论.1 1.1 超声波测距系统的研究背景与意义.1 1.2 超声波测距系统研究的可行性.2 1.3 国内外发展状况.3 1.4 系统设计的功能简介.6 第2章 设计总体目标.7 2.1 设计要求及系统指标.7 2.2 总体方案选择.7 2.2.1 方案比较.7 2.2.2 方案论证.8 2.2.3 方案选择.8 2.3 超声波测距的理论与
11、原理.9 2.3.1 超声波的基本理论.9 2.3.2 超声波测距系统原理.10 第3章 系统主要硬件设计.12 3.1 单片机及显示电路设计.12 3.2 超声波发射电路.12 3.3 超声波接收电路.13 3.4 电源电路.14 3.5 单片机复位电路设计.14 3.6 时钟电路的设计.15 3.7 单片机最小系统.15 3.8 STC89C52单片机简介 .17 第4章 系统软件设计.18 4.1 编程语言的选择.18 4.2 系统主程序设计.19 4.3 系统中断程序设计.21 4.4 超声波测距子程序设计.22 4.5 距离测算.23 第5章 系统电路调试及误差分析.24 5.1 系统电路的调试.24 5.2 系统的误差分析.245.2.1声速引起的误差 .24 5.2.2 单片机时间分
