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免费下载毕业设计-基于AT89C52单片机的超声波测距仪设计

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资料简介

毕业设计-基于单片机的超声波测距仪设计,共45页,16257字,附外文翻译、答辩PPT、程序
摘 要
在空气介质中,超声测距传感器因其性能好,价格低廉、使用方便。在现场机器人定位系统、车辆自动导航、车辆安全行驶辅助系统、城市交通管理和高速公路管理监测系统,以及河道、油井和仓库及料位的探测中都有应用。由于超声波传播不易受干扰,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。为此,深入研究超声波的产生与传播规律、开发高性能超声波换能器及其收发电路,对于超声波检测技术的发展具有十分重要的现实意义。本文详细介绍了一种利用单片机设计的软件控制的超声波非接触式测距系统,该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件,利用反射超声波测量待测距离。介绍了超声检测技术的发展进程和超声波测距系统的理论基础,并在此基础上,提出了系统的设计方案,简述了超声传感器的远离及特性,研究了超声传感器的发射及接收电路。在论文研究过程中对各部分电路及系统进行了实验,实验表明,各主要波形及技术指标均达到设计要求。该系统具有硬件结构简单、成本低、工作可靠、流程清晰、精度高等优点,并能实现距离的实时显示。在有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性。
关键词:超声波传感器,超声波测距,单片机,电路

Abstract
In the air medium, ultrasonic distance sensor because of its good performance, low cost, easy to use. In the scene robot positioning system, automatic vehicle navigation,vehicle safety driving assistance systems, urban traffic management and highway management monitoring systems, as well as rivers, wells and storage and material level of detection in both applications. Because of ultrasonic wave propagation less susceptible to interference, energy consumption slow propagation in the medium distance, thus often used for ultrasonic distance measurement, such as range finders and level measurement and so can be achieved by ultrasound. To this end, in-depth study of the generation and propagation of ultrasound, the development of high-performance ultrasonic transducer and transceiver circuit for the development of ultrasonic detection technology has a very important practical significance. This paper describes a non-contact ultrasonic ranging system using single-chip design software control, the system air ultrasonic propagation velocity to determine the conditions tested using reflection of ultrasonic distance measurement. Introduces the theoretical basis of the development process of ultrasonic testing and ultrasonic ranging system, and on this basis, the proposed system design, and outlines the characteristics of ultrasonic sensors away from the study of the transmitting and receiving ultrasonic sensor circuit. In the process of research papers on various parts of the circuit and system experiments were carried out experiments show that the main waveform and technical indicators have reached the design requirements. The system has a simple hardware structure, low cost, reliable, clear flow, high precision, and real-time display of distance. Limited range of the distance measurement with high accuracy and reliability.
Key words: Ultrasonic sensors, distance measurement, microprocessor, circuit

目录
第一章 绪论 6
1.1 研究背景和意义 6
1.2 本领域的研究历史与现状 7
1.3 课题的主要内容 8
1.4 本章小结 8
第二章 超声波测距原理与单片机简介 9
2.1 超声波测距原理 9
2.1.1超声波概述 9
2.1.2 超声波传感器原理及特性 9
2.1.3 超声测距原理 12
2.1.4 超声波换能器 13
2.2 单片机概述 14
2.2.1 单片机定义 14
2.2.2单片机组成及应用 15
2.2.3 AT89C52简介及性能指标 16
2.3 本章小结 18
第三章 超声波测距系统设计 19
3.1电路工作原理及设计 19
3.2 超声波测距系统的工作过程 19
3.3 系统整体图 20
3.4 超声波发射电路 22
3.5 数码管限流电路 23
3.6 数码管驱动电路 24
3.7 超声波指示电路 25
3.8 超声波接收电路 25
3.9 本章小结 26
第四章 系统软件结构 27
4.1 系统软件介绍 27
4.1.1 Proteus软件 27
4.1.2 Kiel编程软件 28
4.2 主程序 28
4.2.1 超声波发生子程序 29
4.2.2超声波检测子程序 30
4.2.3超声波中断子程序 30
4.3 本章小结 31
第五章 设计成果分析及改进 32
5.1 设计过程及分析 32
5.2 误差分析及改进措施 33
第六章 总结与展望 34
参考文献 35
致谢 37
附录 38
源程序代码 38

课题的主要内容
本课题主要内容是设计一个超声波测距系统,由于超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差,最终计算出发射点到障碍物的实际距离。
由于研究条件限制,设计只能在基于protues平台上进行仿真,仿真过程中由于超声波传播时间无法仿真,所以采用电阻改变NE555振荡电路的频率来模拟超声波返回波形。本设计采用AT89C52单片机作为核心控制,通过改变电阻大小模拟障碍物,实现LED(本文采用7seg-mpx4-blue数码管)距离显示,通过观察示波器可得知单片机接收到超声波的时间,并利用编程算法计算出距离。

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