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1、徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)I圖書分類號(hào)：密級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于AT89C51單片機(jī)超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)BASEDONAT89C51ULTRASONICRANGEFINDERDESIGN學(xué)生姓名嚴(yán)海波學(xué)院名稱信電工程學(xué)院專業(yè)名稱電子信息工程技術(shù)指導(dǎo)教師高玉芹徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)II摘要超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的振蕩源所引起的，其頻率在20000Hz以上。由于它有指向性強(qiáng)、方向性好、傳播能量大、傳播距離較遠(yuǎn)等特點(diǎn)，因此常用于測(cè)量物體的距離。本文介紹了基于AT89C51單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀的軟硬件設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)分為單片機(jī)控制模塊、發(fā)射模塊和接收模塊組成。程序
2、采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。超聲探頭接收的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理后，實(shí)現(xiàn)了超聲波測(cè)距儀的各種功能。關(guān)鍵詞超聲波AT89C51測(cè)量距離徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)III目錄1緒論.11.1研究背景.11.2研究?jī)?nèi)容.12相關(guān)知識(shí).22.1超聲波發(fā)生器.22.2.單片機(jī)的任務(wù).22.3AT89C51單片機(jī)主要特性和引腳功能.23理論分析與計(jì)算.53.1測(cè)量與控制方法.53.3超聲波測(cè)距誤差分析.64系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).84.1單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路.84.1.174LS244的簡(jiǎn)介.94.2超聲波發(fā)射電路.94.3超聲波監(jiān)測(cè)接收電路.104.4
3、顯示電路原理.115系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).125.1主程序.125.2超聲波發(fā)生子程序和接收子程序.135.3超聲波的接收與處理.136單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性.156.1測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性.156.2單片機(jī)的抗干擾性.157軟硬件調(diào)試.167.1調(diào)試.167.2提高精度的方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì).168系統(tǒng)的擴(kuò)展.188.1DS18B20的簡(jiǎn)介.188.11DS18B20的主要特性.188.12DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu).188.13DS18B20的工作原理.198.14DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件.198.2DS18B20與單片機(jī)的連接.208.3DS18B20與51單片機(jī)的連接程序.21結(jié)論.27
4、致謝.28徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)IV參考文獻(xiàn).29附錄.30附錄1電路原理圖.30附錄2程序源代碼.31徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)11緒論1.1研究背景由于社會(huì)不斷進(jìn)步發(fā)展，許多傳統(tǒng)的測(cè)距方法已經(jīng)無法滿足我們的需求，例如在井深，液位，管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合。還有在很多要求實(shí)時(shí)測(cè)距的情況下，傳統(tǒng)的測(cè)距方法也很難完成測(cè)量的任務(wù)。于是，在這種情況下一種新的測(cè)距方法誕生了-超聲波測(cè)距。超聲波可用于非接觸測(cè)量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，是利用計(jì)算超聲波在被測(cè)物體和超聲波探頭之間的傳輸來測(cè)量距離的，對(duì)被測(cè)目標(biāo)無損害。而且超聲波傳播速度在相當(dāng)大范圍內(nèi)與頻率無關(guān)。超聲波的這些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)越
5、來越受到人們的重視。目前對(duì)于超聲波精確測(cè)距的需求也越來越大，如油庫和水箱液面的精確測(cè)量和控制，物體內(nèi)氣孔大小的檢測(cè)和機(jī)械內(nèi)部損傷的檢測(cè)等。在機(jī)械制造，電子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工業(yè)領(lǐng)域也有廣泛地應(yīng)用。此外，在材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)，生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占具重要地位。1.2研究?jī)?nèi)容超聲波測(cè)距儀主要以單片機(jī)AT89C51為核心，其發(fā)射器是利用壓電晶體的諧振帶動(dòng)周圍空氣振動(dòng)來工作的.超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器接收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。一般情況下，超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s，即s=340t/2。本系統(tǒng)的一個(gè)亮點(diǎn)就是利用超聲波測(cè)量距離，超聲波具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，而且超聲波傳播速度在相當(dāng)大范圍內(nèi)與頻率無關(guān)。
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