26696字

摘 要
超聲波具有指向性強，能量消耗緩慢，傳播距離較遠等優(yōu)點，所以，在利用傳感器技術(shù)和自動控制技術(shù)相結(jié)合的測距方案中，超聲波測距是目前應(yīng)用最普遍的一種，它廣泛應(yīng)用于防盜、倒車雷達、水位測量、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場。
本課題詳細介紹了超聲波傳感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51單片機的性能和特點，并在分析了超聲波測距的原理的基礎(chǔ)上，指出了設(shè)計測距系統(tǒng)的思路和所需考慮的問題，給出了以AT89C51單片機為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距儀的硬件電路和軟件設(shè)計方法。該系統(tǒng)電路設(shè)計合理、工作穩(wěn)定、性能良好、檢測速度快、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求。

關(guān)鍵詞：超聲波 單片機 測距 AT89C51

Abstract
Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring , building construction site and some industrial scenes extensively。
This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking AT89C51 as the core ,this circuit of system is reasonable in design, working stability, performance good measuring speeding soon , calculating simple , apt to accomplish real-time control ,and can reach industry's practical demand in measuring the precision 。

Key Words: Ultrasonic wave; One-chip computer; Range finding; AT89C51


目　　錄
摘 要 1
ABSTRACT 2
目　　錄 3
第1章 超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計 5
1.1 超聲波測距的原理 5
1.2超聲波測距系統(tǒng)電路的設(shè)計 5
1.2.1 總體設(shè)計方案 5
1.2.2發(fā)射電路的設(shè)計 6
1.2.3接收電路的設(shè)計 7
1.2.4顯示模塊的設(shè)計 8
1.3超聲波測距系統(tǒng)的軟件設(shè)計 9
1.4本章小結(jié) 11
第2章 緒論 12
2.1 課題背景，目的和意義 12
2.2兩種常用的超聲波測距方案 12
2.2.1基于單片機的超聲波測距系統(tǒng) 12
2.2.2基于CPLD的超聲波測距系統(tǒng) 13
2.3課題主要內(nèi)容 14
第3章 超聲波傳感器 15
3.1超聲波傳感器的原理與特性 15
3.1.1原理 15
3.1.2特性 16
3.2超聲波傳感器的檢測方式 17
3.3超聲波傳感器系統(tǒng)的構(gòu)成 18
3.4本章小結(jié) 19
第4章 AT89C51單片機簡介 20
4.1單片機基礎(chǔ)知識 20
4.1.1單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 20
4.1.2單片機的基本工作原理 22
4.2單片機的分類及發(fā)展 23
4.3單片機AT89C51的特性 24
4.4本章小結(jié) 27
第5章 電路調(diào)試及誤差分析 28
5.1電路的調(diào)試 28
5.2系統(tǒng)的誤差分析 28
5.2.1聲速引起的誤差 28
5.2.2單片機時間分辨率的影響 29
5.4本章小結(jié) 30
結(jié)論 31
致謝 32
參考文獻 33
附錄1 34
附錄2 39
附錄3 40

參考文獻
1.劉鳳然.基于單片機的超聲波測距系統(tǒng).傳感器世界.2001,5:29-32
2.葛健強.基于CPLD的超聲波測距儀研制. 無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報.2004,4(3):8-10
3.何希才,薛永毅.傳感器及其應(yīng)用實例.機械工業(yè)出版社,2004:138-152
4.胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù).清華大學出版社,2004:27-46
5.吳斌方,劉民,熊海斌.超聲波測距傳感器的研制.湖北工學院學報.2004,19(6):26-28
6.譚洪濤,張學平.單片機設(shè)計測距儀原理及其簡單應(yīng)用.現(xiàn)代電子技術(shù).2004,18:94-96
7.Peter Hauptmann, Ralf Lucklum, Bernd Henning. Ultrasonic Sensors for Process Control. Sensors Update.1998,3: 163-207
8.趙占林,劉洪梅.超聲波測距系統(tǒng)誤差分析及修正.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2002,12(6):144-145
9.J. Otto. Sensors for Distance Measurement and Their Applications in Automobiles. Sensors Update.2002,10:231-255
10.蘇煒,龔壁建,潘笑.超聲波測距誤差分析.傳感器技術(shù).2004,23(6):8-11
11.羅忠輝,黃世慶.提高超聲測距精度的方法. 機械設(shè)計與制造.2005,1:109
12.秦旭.用LM92溫度傳感器補償?shù)母呔瘸暡y距儀.電子產(chǎn)品世界.2003,6:58-59
13.Yusuke Moritake, Hiroomi Hikawa.Category Recognition System Using Two Ultrasonic Sensors and Combinational Logic Circuit. Electronics and Communications in Japan.2005,88(7):33-42