鄭州輕工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)院（系）指導(dǎo)教師(職稱)完成時(shí)間數(shù)字式超聲測(cè)距儀的設(shè)計(jì)I數(shù)字式超聲測(cè)距儀的設(shè)計(jì)摘要由于現(xiàn)代生產(chǎn)要求，人們需要實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式的生產(chǎn)測(cè)距，而超聲波測(cè)距是一種性能良好的測(cè)距方式，主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，本文設(shè)計(jì)了一種以AT89S52單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化LED顯示超聲波測(cè)距儀，并使用一些常用芯片如：74hc04等。系統(tǒng)由單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收放大電路以及顯示電路構(gòu)成。由芯片AT89S52控制計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的傳送時(shí)間，從而得到待測(cè)距離。本系統(tǒng)具有易檢測(cè)、軟件功能完善，工作可靠、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。本文論述了單片機(jī)技術(shù)研制成功的超聲波測(cè)距儀的基本原理，測(cè)量計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)方案。采用軟件校正，提高了測(cè)量精度和整機(jī)的可靠性。實(shí)際使用表明，極大的提高了安全性、可靠性和準(zhǔn)確度。關(guān)鍵字：測(cè)距儀；超聲波；傳感器；CX20106。數(shù)字式超聲測(cè)距儀的設(shè)計(jì)IIDigitalultrasonicrangefinderAbstractBecauseofmodernproductionrequirements,itwasdiscoveredthattheneedtoachievetheproductionofnon-contactdistancemeasurement,andultrasonicdistancemeasurementisagoodperformanceoftherangingapproachismainlyusedinreversingradarsitesaswellassomeindustrialfield,thispaperdesignedatoAT89S52MCUasthecoreofthelow-cost,high-precision,micro-LEDdisplayofultrasonicrangefinder,andusesomecommonlyuseddevicessuchas:74HC04,etc.Systemconsistsofmicrocontroller,ultrasonictransmitterandultrasonicreceiveramplifiercircuitanddisplaycircuit.ChipAT89S52controlcalculationbytheultrasonictransmissionfromtransmittoreceivetimeandhencethedistancetobeundertest.Thesystemhaseasytodetect,thesoftwarefullyfunctional,reliable,highaccuracyadvantages.Thispaperdiscussesthesuccessfuldevelopmentofmicrocomputertechnology,thebasicprinciplesofultrasonicrangefinder,measurementmethodofcalculatingimplementations.Useofsoftwarecalibration,improvedaccuracyandmachinereliability.Theactualuseofthatgreatlyimprovessafety,reliabilityandaccuracy.Keywords:distancemeter；ultrasonic；CX20106。目錄摘要.IAbstract.II1引言.11.1設(shè)計(jì)任務(wù).21.2設(shè)計(jì)思路.21.3設(shè)計(jì)重難點(diǎn).22系統(tǒng)概述.22.1超聲波的介紹.32.1.1超聲波.32.1.2超聲波的特點(diǎn)及特性.32.1.3超聲波的應(yīng)用.42.2超聲波測(cè)距的原理.53系統(tǒng)設(shè)計(jì).53.1單片機(jī)選型.63.2超聲波傳感器.103.3溫度傳感器.123.3.1溫度傳感器的選用.123.3.2溫度對(duì)測(cè)距的影響.133.4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).133.4.1系統(tǒng)框圖.133.4.2發(fā)射電路.143.4.3接收電路.153.4.4顯示電路.163.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).174系統(tǒng)調(diào)試.194.1軟硬件的調(diào)試.194.2儀器精度分析及如何提高超聲測(cè)距精度.20結(jié)論.22參考文獻(xiàn).23致謝.24附錄一圖紙.251原理圖.252PCB圖.25附錄二程序清單.26附錄三元器件清單.37數(shù)字式超聲測(cè)距儀的設(shè)計(jì)11引言隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測(cè)距儀中的應(yīng)用越來(lái)越廣。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以具體利用的測(cè)距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求，如聲納的發(fā)展趨勢(shì)基本為：研制具有更高定位精度的被動(dòng)測(cè)距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測(cè)的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測(cè)和識(shí)別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。無(wú)庸置疑，未來(lái)的超聲波測(cè)距儀將與自動(dòng)化智能化接軌，與其他的測(cè)距儀集成和融合，形成多測(cè)距儀。隨著測(cè)距儀的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)里，面貌一新的測(cè)距儀將發(fā)揮更大的作用1。目前國(guó)內(nèi)一般使用的超聲波測(cè)距儀是由專用集成電路設(shè)計(jì)而成的，但是專用集成電路的成本很高，并且顯示距離也比較困難，操作使用也不是很方便，而本設(shè)計(jì)研究的測(cè)距器成本低廉，性能優(yōu)良，市場(chǎng)前景極為廣闊，對(duì)提高我國(guó)電子測(cè)距實(shí)際水平，具有較大的意義。因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求，如聲納的發(fā)展趨勢(shì)基本為：研制具有更高定位精度的被動(dòng)測(cè)距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測(cè)的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測(cè)和識(shí)別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。無(wú)庸置疑，未來(lái)的超聲波測(cè)距儀將與自動(dòng)化智能化接軌，與其他的測(cè)距儀集成和融合，形成多測(cè)距儀。隨著測(cè)距儀的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距儀將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)里，面貌一新的測(cè)距儀將發(fā)揮更大的作用。21.1設(shè)計(jì)任務(wù)在了解超聲波測(cè)距原理的基礎(chǔ)上，完成了基于時(shí)差測(cè)距原理的一種超聲波測(cè)距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距器，包括單片機(jī)控制電路，發(fā)射電路，接收電路，LED顯示電路。要求測(cè)量精度在5%以內(nèi)，測(cè)量時(shí)與被測(cè)物體無(wú)直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測(cè)量結(jié)果。1.2設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是采用以AT89S52單片機(jī)為核心，來(lái)設(shè)計(jì)一種低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示的超聲波測(cè)距儀。超聲波測(cè)距可測(cè)出發(fā)射和接收之間的時(shí)間間隔，利用S=vt/2就可以算出距離，再在LED上顯示出來(lái)。而限制超聲波測(cè)距準(zhǔn)確度的因素有：超聲波的幅度、反射面的質(zhì)地、反射面和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合