基于单片机的超声波测距仪的设计 摘要：电子测距仪要求测量范围在0.10～5.00m，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。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。 [关键词] 超声波测距 单片机 温度传感器
1、引言 随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测试，并可以进行详尽的误差分析。
2、设计分析
2.1设计原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)＊C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速，常温下取为340m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 2.11超声波测距仪设计目标 测量距离: 5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。 毕业设计说明书目录
1、引言………………………………………………………………………………16
2、设计分析…………………………………………………………………………16
2.1 设计原理…………………………………………………………………16
2.11 超声波测距仪设计目标…………………………………………………16
2.2 数据测量与分析…………………………………………………………16
2.3 误差分析…………………………………………………………………16
2.4 应用分析…………………………………………………………………17
3、系统方案比较与选择……………………………………………………………17
3．1 方案一：…………………………………………………………………18
3．2 方案二：…………………………………………………………………18
4、理论分析与计算…………………………………………………………………18
4．1 测量与控制方法…………………………………………………………19
4．2 理论计算…………………………………………………………………19
5、电路与程序设计…………………………………………………………………20
5．1 检测与驱动电路设计……………………………………………………20
5.11 器件选择：………………………………………………………………20
5.12 芯片介绍：………………………………………………………………20
5.13 发射电路原理：…………………………………………………………21
5.14 接收电路原理：…………………………………………………………22
5.15 稳压电源…………………………………………………………………23
5.16 显示电路原理……………………………………………………………23
5．2 总体电路图………………………………………………………………24
5.3 软件设计与工作流程图…………………………………………………24
6、系统调试…………………………………………………………………………25
6．1 超声波测距误差分析……………………………………………………25
6.11 发射接收时间对测量精度的影响分析…………………………………25
6.12 当地声速对测量精度的影响分析………………………………………26
6．2 提高精度的方案及系统设计……………………………………………26
6.21 温度校正的方法提高测距精度…………………………………………26
6.22 标杆校正的方法提高测距精度…………………………………………27
6.3 测量结果…………………………………………………………………27
7、创新发挥…………………………………………………………………………28
8、设计结论…………………………………………………………………………28
参考文献
1. 《单片机原理及应用》，周志德。高等教育出版社。
2. 《传感器与检测技术》,陈杰，黄鸿，北京，高等教育出版社。
3. 《常用电子元器件简明手册》，沈任元，吴勇。机械工业出版社。
4. 《智能化测量控制仪表原理与设计》，徐爱钧，北京航空航天大学出版社。
5. 《单片微型计算机接口技术》，翁桂荣，邹丽新，苏州大学出版社。
6. 《自动检测技术》，马西秦，许振中，机械工业出版社。
7. 《摸拟集成电路原理与应用》，吴运昌。华南里工大学出版社。
8. 《模拟电子技术基础》，沈任元，吴勇机械工业出版社。
9. 《数字电子技术基础》，沈任元，吴勇机械工业出版社。
10. 孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京：北京航空航天大学出版社.2002.46-170 11. 金篆芷王明时:现代传感器技术[M].电子工业出版社.1995.331—335 12. 孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170 13. 路锦正王建勤杨绍国赵珂赵太飞:超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002
