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单片机课程设计报告 超 声 波 测 距 器 的 设 计 年 级：2005级 专 业：电子信息科学与技术 学 号：050303042 姓 名：杨天华 指导教师：蔡植善 二00八年五月二日 超声波测距器的设计 The Design of Ultrasonic telemeter 杨天华 050303042 泉州师范学院 中国福建泉州362000 YangTianhua 050303042 Quanzhou Normal College Quanzhou, Fujian Province of China362000 [摘要] 超声波测距器可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。基于单片机控制的通过软硬件调试，测量范围在，测量精度1cm[关键字] AT89S52，cx20106a，LCD[Abstract:] Ultrasonic telemeter can be used in car reversing, construction site and the location monitoring of some industrial site, can also be used to measure the level, depth and length of the pipeline. Ultrasonic telemeter which is based on AT89S52, with cx20106a receiving ultrasonic, has high sensitivity and strong anti-jamming capability. Through hardware and software debugging, we know its range : in the 5 cm ~ 190cm, precision: 1 cm and the measurement results can be clearly on the LCD display. 1．引言： 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。基于单片机控制的首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，编写的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。以单片机的C语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性,为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序更加简洁明了。 设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.10~4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果电气方式产生超声波包括压电型、磁致伸缩型和电动型等用机械方式产生超声波加尔统笛、液哨和气流旋笛等。LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。LCD是由液态晶体组成的显示屏电路比较简单，软件设计也比较简单超声测距：取输出脉冲的平均值电压，该电压 (其幅值基本固定 )与距离成正比，测量电压即可测得距离测量发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测距离为=（c*t）/2。由于超声波的声速与温度有关，温度变化不大，则可认为声速基本不变。本测量电路采用第二种方案。单片机采用。采用1MHz高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波所需的40KHz方波信号，利用外中断0口检测超声波接电路输出的返回信号。显示电路采用单片机系统及显示电路如单片机系统及显示电路 图1-4 LCD管脚图 RS R/W E 功能 0 0 下降沿 写指令代码 0 1 高电平 读忙标志和AC码 1 0 下降沿 写数据 1 1 高电平 都数据 表1-1 LCD读写控制时序表 4．2 超声波发射电路 发射电路主要由反向器74LS04（其管脚图如图1-6）和超声波发射换能器T构成。超声波发射电路图如图1-5所示。 单片机P1.0端口输出的40KHZ的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声换能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超声波发射换能器T的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。两个1k的上拉电阻一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波发射换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡的时间