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基于单片机的超声波测距系统的毕业设计

Key Words:Ultrasonic; Micro Control Unit; Temperature compensation; Measuring distance

1.1
单片机技术作为计算机技术的一个分支,广泛应用于各个领域。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统,如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。一些仪器仪表如智能仪器、医疗器械、数字示波器等也用到单片机。计算机外部设备与智能接口如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机,商用产品如自动售货机,电子收款机,电子称,家用电器如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等都离不开单片机。单片机在控制领域中,具有很多优点,它体积小,成本低,运用灵活,易于产品化,它能方便的组成各种智能化的控制设备;面向控制,能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。因而能获得最佳的性能价格比;它抗干扰能力器,适用范围宽,在各种恶劣的环境下都能可靠地工作,这是其他类型的计算机无法比拟的;此外,可以方便的实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性大为提。
1.
MCS-51系列单片机是INTEL公司继MCS-48系列后推出的8位高档微型计算机系列,其性能,指令功能,运行速度远远超出一般的通用处理器。国内外计算机应用部门竞相用这种单片机构成各种智能仪表,智能控制器,智能接口,通用测控单元,医疗器械等,标志着单片机正式登上了计算机世界的舞台。单片机的应用为越来越多的科技人员所注目。在工业生产中,电流,电压,温度,压力,流量,流速,流速和开关量是常用的主要被控参数。目前利用MCS-51单片机控制超声波测距系统的设计越来越多了,该系统也得到广泛的应用,如智能化汽车倒车系统,机器人的障碍行走,物位测量,医疗,通讯,家电及其他方面都有广泛的应用。因此有必要研究出性能更能好精确度更高的应用性超声波测距系统。
关键词:超声波;单片机;温度补偿;测距
Design of Ultrasonic Distance Measurement System
based on SCM
Abstract:This paper discussed ultrasonic distance ranging and designed a kind of the ultrasonic distance system based on AT89S52 MCU and ultrasonic sensors. The MCU is employed to achieve the function of controlling time counting and transmit or receive of ultrasonic. At the same time, in order to raise the device’s precision, it makes measures such as temperature compensation and so on. Modular design of the whole circuit from the main program, display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function.. According to the transmission’s receiver, detection, display scheme of this distance meter system is brought out and analyzes the experimental result. The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful.
在国内,单片机以其及其优越的优点受到人们的高度重视,并取得了一系列科研成果,成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种,具有光控的发展前景。近几年来,超大规模集成电路的出现,促成计算机朝三个方向发展:单片机、高性能微型计算机及专用微型计算机。单片机在微型计算机领域占据着十分重要的地位。如今,单片机的发展越来越迅速,国内外先进技术不断涌现。目前,嵌入式数字信号处理器发展度很快,和控制器MCU结合在一起的最近期的点偏激发展的一个方向。嵌入式系统一般指把单片机嵌入有某种功能并有独立形态的系统中作为智能控制核心。它是计算,通信与消费结合的产品,主要用于信号处理和控制,应用最多的是智能家用电器,是智能家电产品的核心。
基于单片机的超声波测距系统的设计
摘要:本文在超声波测距原理的基础上,设计基于AT89S52单片机与超声波传感器为核心的超声测距系统。该系统由单片机控制时间计数、控制超声波的发射和接收,同时为了提高系统的精度,采取了温度补偿等一系列措施。整个电路采用模块化设计,由主程序、发射子程序、接收子程序、温度补偿子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。针对系统的发射、接收、检测、显示进行了论证,对试验结果进行了误差分析。试验证明这套软硬件设计合理,实时性良好。
利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段,也就是由生物体发反射回来的时间间隔长短与反射的超声波的强弱判断猎物的性质或障碍位置的方法。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数,所以测距就成为数据采集中要解决的一个问题。尽管测距有多种方式,比如:激光测距、微波测距、红外线测距和超声波测距等。但是,超声波测距不失为一种简单可行的方法。超声波测距仪有造价底,省力,操作方便的优点。虽然超声波测距电路多种多样,甚至已有专用超声波测距集成电路。但是,有的电路复杂,技术难度大,有的调试困难,有的元件不易购买。本文介绍的电路,成本低廉,性能可靠,所用元件易购,并且利用测距原理,结合单片机的数据处理,使测量精度提高,电路实现容易,无须调试,工作稳定可靠。
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