文档介绍：目录
引言 1
1概况及现状分析 1
2
2
2总体设计 2
2
总体设计思路 2
3 硬件电路 4
发射电路 4
声波的介绍 4
物质的声学特性 5
超声波测距原理 5
超声波传感器的原理及本次设计中传感器的选择 6
9
单片机介绍 9
AT89C51的基本电路 10
12
13
14
17
18
整体电路连接图 20
4 软件设计 22
发射程序 22
接收程序 23
显示程序 24
5仿真结果与比较 26
6总结 26
附件 29
超声波测距系统设计
摘要:本次超声波测距器由单片机计时及控制电路、超声波发射电路,超声波检测接收电路、温度时时检测电路、报警警示电路、显示电路等部分组成,采用AT89C51单片机作为计时主控制器,用TCT40—16T作超声波的发射器,用TCT40—16R作超声波的接收器,在接收电路的处理模块采用的是专业的超声波测距处理软件TL852,显示电路采用了74LS244为处理芯片。测距以硬件为基础,软件为核心,整体电路结构简单,成本低廉,操作方便,工作稳定,测量精度达到要求。其设计思路也可以应用于智能安全系统。可在工业控制中得到很好运用。
关键词:超声波测距单片机控制
引言
在日常生产生活中,很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。超声波是指频率大于20 kHz小于40KHz的在弹性介质中产生的机械震荡波,其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点,因此常被用于非接触测距。由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感,因此超声波测距对环境有较好的适应能力,此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。基于此,本文设计中尝试使用AT89C51来实现超声波的测量,并结合各外围电路,完成温度补偿,时时报警,距离显示,共同构成超声波测距系统。
1概况及现状分析
随着我国经济能力的增长,科学技术正在突飞猛进的发展,经济推动科技进步,科技反过来对经济有促进作用。的确,国民经济离不开科技基础,在万事日新月异的今天,科技对我们的生活起着举足轻重的作用。
人类了解声波的时间并不长,对超声波这一耳不能闻的物质的了解更是近代历史才涉足。如同人类知道可见光只占整个光世界的一部分一样,人耳能听见的声音只占整个声波世界的一部分,人类感官能直接感觉到得,对它的认识就要多,而不为感官所感觉的就要认识的少,可是恰恰是这不为人类所认识的部分,却为我们的世界带来了不小的改变。声和光是我们认识世界的最直接的感觉,现行很多科学技术都是以声和光为手段完成的。今天,我所完成的系统设计就是以超声波为媒介,来完成物体之间距离的测量。说道测距,时至今日方法数不胜数,有电阻抗测量方式、光强测量方式以及原始的机械计数测量,它们各有特点,应用在不同的领域,共同为我们的生活带来便捷。超声波测距最主要的是利用声波的强反射性,与光和点的测量不同,它单一、结构简单,无需配备附属的器件。电测量利用电阻抗的相对变化,多数需要成对的器件来引起阻抗的变化;光测量多需要感光物质,虽然它测量精度极高,但器件精细贵重,不易普遍采用。超声波测距只需将探测头对准物体,测量简单方便,适用在精度要求不高的场合。随着技术手段的不断提升,软硬件的发展,目前,超声波测量精度已经非常准确,完全达到日常生产生活的要求,因此,其利用范围正在逐步扩大,受重视程度正在逐步提高。

超声波测距是利用人耳不可闻的高频声波进行距离测量,由于人耳不可闻,且不会对人的健康产生危害,因此,它得以用在很多对环境要求严格的地方。超声波测量的原理极为简单,通过超声波探头,过向物体发射超声波,利用声波的高反射性,将发射的声波接收,对比发射和接收的时间差,再根据人们对声速的已知性,就可以得出物体和测量探头的距离。

由于超声波是高频波,不能被人耳所听,因此它得以用在对环境条件要求严格的地方。目前所知,超声波应用较多的领域是医学和军事国防,这些运用都是声波反射的原理。在医学上,常通过超声波对人体内部进行病理检测,通过接收反射回来的声波,处理后就可以很直观的发现体内特征,这有我们熟知的B超检测。军事上的运用,就是声纳了,通过对声音的利用,可以完成眼睛光线达不到的探测,用在士兵的便携武器上,可以成为夜间作战系统的一部分,用在潜艇上,可以进行深海探测,探明海底区域,以及搜索敌方舰只。