基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)畢業(yè)答辯PPT

1、基于基于5151單片機的超聲波測距儀單片機的超聲波測距儀 的設(shè)計與實現(xiàn)的設(shè)計與實現(xiàn)n學(xué)生：學(xué)生： * * * * * *n學(xué)號：學(xué)號：B1B1論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容n第一部分：介紹課題背景和意義n第二部分：系統(tǒng)電路設(shè)計方案n第三部分：系統(tǒng)硬件設(shè)計n第四部分：系統(tǒng)軟件設(shè)計n第五部分：仿真n第六部分：總結(jié)與謝辭n 背景：背景：近年來，電子測量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，超聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，具有的高精度、損耗低、非接觸等優(yōu)點，使得超聲測距在很多場合得到了運用。n 意義：意義： 超聲波測距是利用聲波反射原理，避免傳感器直接與介質(zhì)接觸，是一種傳統(tǒng)而實用的非接觸測量方法。與紅外、激光及無線電測距

2、相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性能高、價格便宜等優(yōu)異特性。在近距離范圍內(nèi)超聲波測距具有不受光線、顏色以及電磁場的影響和指向性強的優(yōu)點，更重要的是使用超聲波檢測能很大程度的降低勞動強度，可以避免工作人員在惡劣工作環(huán)境中可能受到的傷害，還能夠提高距離結(jié)果的準確度；因此超聲測距廣泛應(yīng)用于倒車雷達、機器人自動避障、地形地貌探測及一些工業(yè)現(xiàn)場等方面。超聲波測距儀對電子測量技術(shù)發(fā)展是非常重要的。 超聲波測距系統(tǒng)的背景、意義測距方式及超聲測距的優(yōu)勢n常用測距方式紅外測距、激光測距紅外測距、激光測距、超聲波測距n超聲測距的優(yōu)勢 （1）超聲波對）超聲波對色彩和和光照度不敏感，可用于識別透明及漫反射性差的物不敏感，可

3、用于識別透明及漫反射性差的物體，如玻璃、拋光體等等。體，如玻璃、拋光體等等。 （2）超聲波對）超聲波對外界光線和和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環(huán)境中。電磁干擾強、有毒等惡劣環(huán)境中。 （3）超聲波傳感器）超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、費用低、技術(shù)難度小、信息處理、體積小、費用低、技術(shù)難度小、信息處理簡單可靠、易于小型化和集成化。簡單可靠、易于小型化和集成化。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時開始計時，在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度

4、有關(guān)。V=331.5+0.607T、在使用時，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。如果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正?？梢蕴砑訙囟妊a償模塊，一般采用DS18B20溫度傳感器測量現(xiàn)場溫度（本實驗系統(tǒng)忽略溫度變動的影響）。取V為默認值340m/s，所以,只要需要測量出超聲波傳播的時間t,就可以得出測量的距離s=V*t/2. 障礙物超聲波發(fā)射超聲波接收超聲波測距儀的測量原理及實現(xiàn)方式測距模塊原理HC-SR04模塊工作時序圖需要有一個10us的脈沖對傳感器進行觸發(fā)，這樣傳感器才能夠自己產(chǎn)生8個40KHZ的脈沖并且對發(fā)射波進行接收

5、。當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)有反射波時就會產(chǎn)生回響信號。測量的距離跟回響信號的脈沖寬度是成正比的。測量周期為800ms距離=高電平時間*聲速/2系統(tǒng)電路的設(shè)計方案電源電路超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路89C514位LED顯示器3鍵鍵盤復(fù)位電路蜂鳴器1. 發(fā)射與接收超聲波，通過計算收發(fā)時間差得到測量的距離；2. LED顯示測量距離；3. 接收用戶按下按鍵的相應(yīng)指令并做出處理；4. 系統(tǒng)運行出錯時，使用電平式開關(guān)和上電復(fù)位電路進行復(fù)位處理。系統(tǒng)軟件設(shè)計n主程序的主要作用是把每個功能模塊進行聯(lián)系，讀取出并計算HC-SR04的測量的長度、測量距離的顯示、通過按鍵控制有效距離限制、當(dāng)測量的值超過了最大測量值時，蜂鳴產(chǎn)生

6、長響的報警聲。當(dāng)測量距離小于報警距離時，蜂鳴器根據(jù)距離的大小產(chǎn)生頻率不一樣的聲音開始初始化調(diào)用顯示子程序障礙物存在讀出距離值并顯示結(jié)束YN顯示子程序顯示子程序開始獲取距離參數(shù)賦值顯示結(jié)束顯示距離子程序的功能是把超聲波模塊測量出的時間差經(jīng)過計算后得到的距離值傳到單片機內(nèi)，單片機通過處理把距值動態(tài)輸出到4位LED數(shù)碼管上，每次顯示一位，逐位顯示。按鍵子程序按鍵子程序報警子程序的主要作用是在測量距離超出預(yù)設(shè)的最大測量距離時發(fā)出報警，蜂鳴器會一直發(fā)出聲音；當(dāng)測量距離小于設(shè)置好的報警距離時，蜂鳴器會出現(xiàn)斷續(xù)響的報警聲，并且蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率跟距離成比例，距離小頻率就高，也就是報警聲越急促。報警子程序的主要作用是在測量距離超出預(yù)設(shè)的最大測量距離時發(fā)出報警，蜂鳴器會一直發(fā)出聲音；當(dāng)測量距離小于設(shè)置好的報警距離