《便携式测距仪系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《便携式测距仪系统设计（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 题 目: 便携式测距仪系统设计（软件） 英文题目： Design of System on Portable Rangefinder 作 者 声 明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学长江学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计（论文）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。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。
2、特此声明。毕业设计（论文）作者（签字）： 签字日期： 年 月 日 本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。 学位论文指导教师签名： 年 月 日摘 要 STC89C52单片机是STC单片机中应用中一款最为广泛的单片机，在自动化及其相关领域具有相当高的价值，STC89C52单片机具有低功耗、高性能以及便于操作等特征受到了广大爱好者的好评。超声波测距仪在生活中能够稳定的测量出精确的距离，超声波广泛应用在生活之中，因为超声波有着能耗低，容易传播等优良特性。 本次设计主要以STC89C52单片机为核心加上超声
3、波传感器来完成本次超声波测距仪的制作，以STC89C52为主控芯片，发射模块通过单片机所给的信号来发射超声波，然后接收模块接收返回的超声波。利用超声波传感器对距离的测量以及单片机的运算与处理得出相应的距离，显示结果。本次设计的系统方案通过软件和硬件以及各个模块的相互配合得以实现。 STC89C52单片机为主控芯片，利用超声波来检测两个物体之间的有效距离，将前面的障碍物探测出来，然后交给单片机去计算处理所得到的数据，最后显示出测量的结果来。 关键词：超声波传感器； STC89C52； 时差法ABSTRACTSound wave is a kind of mechanical wave, whic
4、h is produced in the state of mechanical vibration, and is transmitted through the media. The propagation speed of sound is related to the type and temperature of the medium, the higher the density, the faster the propagation speed is, the higher the temperature is, the faster the propagation speed
5、is. Ultrasonic is the vibration frequency is greater than 20KHZ, people can not hear the sound wave in the natural environment.In the air medium, ultrasonic ranging sensor because its performance is reliable, easy to use, inexpensive, automatic vehicle navigation, vehicle safety driving assistant sy
6、stem, as well as the river, wells and warehouse and material position detection are applied. Ultrasonic propagation is not easy to be disturbed, the energy consumption is slow, the distance in the medium is far away, so ultrasonic often used for distance measurement. Therefore, it is of great signif
7、icance to study the generation and propagation of ultrasonic wave, develop the high performance ultrasonic distance measuring instrument, which is very important to the development of the technology.Using acoustic distance measurement principle is: send ultrasonic, ultrasonic obstacle to reflect, re
8、ceiver receives the ultrasonic and converted into an electrical signal, measure the sending and receiving of the time difference, through the formula calculate the distance.STC is a series of STC89C52 microcontroller in a wide range of applications, in the field of automatic control has a high value
9、. This design is mainly to use STC89C52 microcontroller, ultrasonic sensor range alarm system of production, to STC89C52 as the main control chip, using ultrasonic wave to detect the distance, the distance to the object in front detected, then the SCM processing, will deal with the result of the ope
10、ration by the display.Key words: ultrasonic sensor; STC89C52; time-difference-type 目 录1 绪论11.1 背景与意义11.2 设计目的11.3 国内外相关动态21.4 单片机发展史简略21.5 本章小结32.总体设计方案及论证42.1 总体方案设计42.2 超声波的特性52.3 超声波测距原理62.4 超声波测距原理框图72.5 超声波测距仪需求分析72.6 本章小结83 硬件实现及单元电路设计93.1 主控制模块93.2 电源设计113.3 超声波测试模块113.3.1 HC-SR04超声波模块113.3.2
11、 超声波传感器原理113.4 声音报警电路的设计133.5 显示模块143.6 时钟电路的设计143.7 复位电路的设计143.8 本章小结154 软件设计164.1 主程序工作流程图164.2 超声波测距程序184.3 超声波报警程序234.4 按键程序234.5 显示模块244.6 本章小结25结论26致 谢27参考文献28附录29附录1 元器件清单29附录2 超声波测距仪原理图30附录3 程序31附录4 实物照片371 绪 论1.1 背景与意义 超声波是声波的一种，具有声波的大部分属性，所以超声测距是一种非接触检测技术。特别是在空气等介质中传播的距离远等优点，遇到障碍物时会产生反射波，所
12、以人们经常把超声波用于两物体之间距离的测量。超声波在各种不一样的介质里其传播速度是不一样的，而且它可以定向传播，发射后能在遭遇障碍物的瞬间进行反射，我们可以利用超声波的反射特性，通过测定超声波往返的时间，利用声速已知则可以求出两点之间的距离。 利用超声波测距具有操作简单，快速，实用，方便的特点。不会受到光线，物体颜色等的影响是超声波测距的最大优势之一。由于这些优点，超声波测距大多数应用于液位的测量，建筑工地，桥梁隧道施工，位置实时监控、流量测量，和机器人等领域。因为有了这些其他声波所不具有的优点，建筑工地，隧道施工，桥梁施工，路面施工等的距离测量经常用到。因此研究超声波测距系统有着很大的现实意
13、义。开发超声波测距仪的任务也刻不容缓。对基于单片机的超声波测距仪的研究与设计，能提高设计者的单片机电路理论和实际的动手能力，深入对单片机开发使用和理解。1.2 设计目的 现代科学技术正在快速发展，各类物理现象都在人类的研究和开发中得到充分利用，光学，电学，声学的发展非常迅速。超声波被发现后得到了非常广泛的利用。特别是在测量方面的应用因科技的发展而变得越来越广。但就目前的发展水平和科学技术来说，人们可以具体利用的在超声波方面的距离测量技术还比较有限。因此，超声波检测技术是一个有着无限前景的技术，利用超声波来检测距离的话是比较迅速、方便、因为现阶段科学对声波的知识掌握得较为全面，所以关于超声波的计
14、算比较简单且易于做到实时控制。为了研究和利用超声波，利用其性质开发超声波的功能，人们已经研究并制造出各类超声波测距系统，未来还将不停地开发和研制更精确的超声波测距仪。还更多基于超声波的测距仪用于生活中的测量和工程中的测量。毋庸置疑，无线，无接触的超声波测距将与自动化和智能化接轨，与其他的测距仪如红外线测距仪等集成和融合，形成高性能综合测距。随着测距仪的技术的蓬勃发展和飞速进步，测距仪将不仅具有单纯的判断功能，还会出现智能化的学习能力。1.3 国内外相关动态 国外学者在提高超声波测距的研究方面做了大量的努力，尤其是在测量距离的延伸和测量精度的提高上不懈努力着，基于超声波的测距方法比较成熟的一共有
15、3种：第一种是相位检测法，它有着非常明显的优点，就是它的检测精度非常的高，但是也有些缺点，就是测量的距离不是太长。第二种方法是声波幅值检测法，这种方法可能比较容易受到其他东西的干扰，而且这种方法受反射波的影响比较的大。第三种为时差法，这种方式的比较直观，比较容易理解，一般常用这种方法。国内外的很多学者在利用超声波检测方面继续前行，而以上的几种方法是国内外专家和学者在数十年共同努力下所得到的非常成熟的测量方式。现阶段，我们国内的一些科学家在对超声波发射电路的优化以及发射功率和发射频率的控制，优化最大探测距离的提高等方面做出了卓越的贡献。对新型超声波传感器进行研究并取得了一定成果，但对新款的超声波传感器的组成材料、超声波传感器的创新方面的研究还是很不尽人意。超声波测距功能因为其原理比较简单而且很容易达到效果以及成本低廉等优点，在水位测量、自动化机器人的定位和避障汽车的防
