文档介绍：目录
一、课程设计任务书 2
4
4
5
6
8
单片机最小系统原理概述 8
14
超声波检测接收电路 14
超声波测距系统的显示电路设计 15
PROTUES仿真硬件电路图 15
16
超声波测距仪的算法设计 16
程序流程图 16
主程序设计 18
18
19
20
22
23
参考文献 24
附录一超声波测距电路原理图 25
附录二程序清单 26
附录三元件清单 36
一、课程设计任务书
《智能仪器综合设计》课程设计任务书
题目:超声波测距系统设计
一、课程设计任务
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场,如液位、井深、管道长度等场合。超声波测距的原理是,发射器发射出超声波,遇到被测物体后返回声波由接收器接收,测量出超声波发射和接收到回波的时间差,超声波波速与时间差乘积的一半即为被测距离。该超声波测距系统以AT89S52单片机为核心进行设计。
二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生掌握:1)智能仪器的一般设计、实现方法;2)超声波传感器测距的工作原理;3)智能仪器设计的实际调试技巧。从而提高学生对智能仪器的设计和调试能力。
三、课程设计内容和要求
1、掌握超声波传感器的测距原理,测量结果数显;
2、根据超声波测距原理,设计超声波测距系统的硬件结构电路并画出原理图;
3、用PROTUES对所设计的系统进行仿真;
4、给出软件设计流程图;
5、系统软硬件连调,给出该测距系统的性能指标,并对产生的误差进行分析。
四、课程设计报告要求
报告中提供如下内容:
1、目录
2、正文
(1)课程设计任务书;
(2)超声波传感器测距原理;
(3)系统总体设计方案;
(4)超声波测距系统硬件电路的设计,包含发射电路、接收电路和显示模块的设计,用PROTEL软件绘制硬件原理图并列出器件清单,用PROTUES仿真;
(5)软件设计:程序流程图及清单(子程序不提供清单,但应列表反映每一个子程序的名称及其功能);
(6)调试结果:各个关键点波形和实测数据组;
(7)系统误差来源及解决方案分析;
3、收获、体会
4、参考文献
五、课程设计进度安排
周次
工作日
工作内容
第
一
周
1
布置课程设计任务,查找相关资料
2
熟悉智能仪器综合实验平台所提供的相关资源
3
完成总体设计方案
4
画出硬件原理图并进行仿真
5
完成硬件接线,编写程序并调试
第
二
周
1
编写程序并调试
2
编写程序并调试
3
编写程序并调试及准备课程设计报告
4
完成课程设计报告并于下午两点之前上交
5
答辩
本课题共需两周时间
七、课程设计考核办法
本课程设计满分为100分,从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%。
超声波是由机械振动产生的,可以在不同的介质中以不同的速度传播,其频率高于20KHz。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播距离远,因而超声波可以用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距是一种非接触式的检测电路,因而利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到要求。
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。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。超声波发射器如今有两类,一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。本系统选用的是压电式超声波传感器。它是利用压电效的应原理,压电效应有逆效应和顺效应,实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器它有两个压电晶片和一个共振板,当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时