| [页数] 51 [字数] 18238 [目录] 摘要…………………………………………………………………………………………I Abstract……………………………………………………………………………….……II 绪论………………………………………………………………………………………...1 1 理论基础……………………………………………………………………………….2 2 超声波测距系统的电路设计………………………………………………………….6 3 超声波测距系统的软件设计………………………………………………………...19 4 系统整体调试………………………………………….………………………………33 结论………………………………………….……………………………………………43 致谢………………………………………….……………………………………………44 参考文献………………………………………….………………………………………45 附录一 总电路图……………………………….……………….. …………………….47 [原文] 由于超声波指向性强，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。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，该设计主要应用于汽车倒车、雷达、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，例如：液位、井深、管道长度等场合。 近年来，随着单片机在我国的推广以其的简单实用、功能强、体积小而日益广泛的被广大设计师采用 ,尤其在工业控制领域中应用更为突出。笔者结合实际利用美国 Atmel 公司的 20 管脚处理器AT89C2051结合超声波传感器及相关电路设计了一套超声波测距系统。该系统是通过超声波传感器发生和接收超声波，通过所需时间来测相应距离的。现将相关知识逐一做介绍 1.1 引言 声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前B超用腹部超声成像器所用的频率范围在 2∽5MHz之间，常用为3∽3.5MHz......... [摘要] 超声测距是一种利用单片机控制超声波的轮流发射，并且通过单片机记录和读取发射超声波和接收回波的时间差，进而计算出测量的距离。由于超声波指向性强，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，如测距仪和物理定位仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面达到很高的要求。 目前超声波测距已得到广泛应用，国内一般使用专用集成电路根据超声波测距原理设计各种测距仪器，但是专用集成电路的成本较高、功能单一。而以单片机为核心的测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能，并且成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠。本文主要论述了利用5l系列单片机实现超声波测距的原理以及实现的方法。该智能距离提示器主要是利用超声波探测传感器发送超声波来测试相对应的距离。工作时，超声波发生器不断的发出一系列连续的脉冲，并给单片机提供一个短脉冲。超声波遇障碍物反射回来一个反射波，这个反射波被超声波接收器收到，也向单片机提供一个短脉冲。最后由单片机装置对接受信号依据时间差进行处理，自动计算出该智能距离提示器离障碍物之间的距离。该超声波智能距离提示器具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小、方便等特点。因此它不仅可以单单用作距离测量，还可以放在其它检测系统中。 [参考文献] [1] 株式会社村田制作所. 超声波传感器应用指南, http://www.murata.com/cn/ [2] 张福学. 实用传感器手册[M]．北京：电子工业出版社，第一版，1988 [3] 管玉国，戴国瑞，高鼎山等. 智能气敏元件测试仪的研制，仪器仪表学报，1997，19（2）：223-226 [4] 李柱峰. 基于超声波的微机自动化测距方法, 机电工程,2000, 17(6): 25 [5] 樊秀云, 袁嗣杰. 伪码数字相关在超声波测距中的应用装备指挥技术学院学报, 2002,13(3): 77 [6] 谭洪涛，张学平(重庆通信学院研究生队 重庆 400035)，单片机设计测距仪原理及其简单应用。http://www.chinaecnet.com/xsj04/xsj050532.asp [7] 应崇福．超声学.科学出版社，1990：8-34 [8] 刘凤然．基于单片机的超声波测距系统．传感器世界，2000，(5)：19-21 [9] Shirley P A．An introduction to ultrasonic sensing[J]．Sens0rs，1989，(11)：15-l8 [10] 戴日章，吴志勇.基于AT89C52单片机的超声测距系统设计.计量与测试技术，2005年32卷2期：17-19 [11] 余永权，汪明慧等．单片机在控制系统中的应用北京.电子工业出版社，第一版，2004 [12] 何莉，曾宪文，徐霞．基于PIC单片机的超声波测距系统．压电与声光，2004 (4)：155～157 [13] 沈德金, 陈粤初等. MCS-51单片机接口电路与应用程序实例. 北京航空航天大学出版社, 第一版, 1990,4. [14] 孙景琪.视频技术与应用.北京工业大学出版社：232-233 [15] 李朝青. 单片机&DSP外围数字IC技术手册. 北京航空航天大学出版社：63 [16] AT89C52 Data Sheet , www.atmel.com [17] 燕学智. 无线测距方法的研究， http://jludm.jlu.edu.cn/lab/acd/20020602_yaxuezhi.pdf [18] LM567/LM567C TONE DECODER(pdf) [19] 朱定华. 单片机原理及接口技术实验. 清华大学出版社，第一版，2002，11 [20] 朱定华，戴汝平.单片微机原理与应用, 清华大学出版社，第一版，2002，11 【原文截取】 摘 要 超声测距是一种利用单片机控制超声波的轮流发射，并且通过单片机记录和读取发射超声波和接收回波的时间差，进而计算出测量的距离。由于超声波指向性强，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，如测距仪和物理定位仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面达到很高的要求。 目前超声波测距已得到广泛应用，国内一般使用专用集成电路根据超声波测距原理设计各种测距仪器，但是专用集成电路的成本较高、功能单一。而以单片机为核心的测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能，并且成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠。本文主要论述了利用5l系列单片机实现超声波测距的原理以及实现的方法。该智能距离提示器主要是利用超声波探测传感器发送超声波来测试相对应的距离。工作时，超声波发生器不断的发出一系列连续的脉冲，并给单片机提供一个短脉冲。超声波遇障碍物反射回来一个反射波，这个反射波被超声波接收器收到，也向单片机提供一个短脉冲。最后由单片机装置对接受信号依据时间差进行处理，自动计算出该智能距离提示器离障碍物之间的距..... |
基于MCS-51单片机的超声波测距器的设计与实现
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