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（图纸+论文）数字超声波测距仪的设计（全套完整）

编程或校验时，亦接收高位地址和其他控制信号。口是个带有内部上拉电阻的位双向口，口输出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路。对口写入时，它们被内部的上拉电阻拉高并可作为输入端口，作输入端时，被外部拉低的口将用上拉电阻输出电流。口除了作为般的口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表.所示表口的功能端口引脚第二功能.串行输入口.串行输出口.外中断.外中断.定时计数器.定时计数器.外部数据存储器写选通.外部数据存储器写选通复位输入。当振荡器工作时，引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。溢出将使该引脚输出高电平，设置的位地址可打开或关闭该功能。位缺省为输出高电平打开状态。当访问外部程序存储器或数据存储器时，地址锁存允许输出脉冲用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，仍以时钟振荡频率的输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是每当访问外部数据存储器时将跳过个脉冲。第章系统设计.系统设计本设计采用单片机作为主控制器，用动态扫描法实现数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器和计数器来完成，超声波测距器的系统框图如图所示电声图超声波测距器系统框图系统框图中的单片机用来协调各个单元，超声波接收电路用来接收要接收的信号，超声波发射电路用来发射需要发射的信号，存储器用来存储接收的信号，用数码管显示距离。.芯片介绍单片机的概述由于此单片机应用在测距仪上，所以本设计选用了低功耗低价格小管脚脚的单片机。如图所示是个低功耗，高性能位单片机，器件采用公司的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准指令系统及引脚结构，具有个引脚，片内程序存储器，的随机存取数据存储器，个外部双向输入输出口，个中断优先级层中断嵌套中断，个位可编程定时计数器，个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。引脚功能介绍电源电压。地。口口是组位漏极开路双向口，也是地址数据总线复用口，作为输出口用时，每位能驱动个。逻辑门电路，对端口写可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址低位和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。图芯片引脚图在编程时，口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。口是个带内部上拉电阻的位双向口，的输出缓冲级可驱动吸收或输出电流个逻辑门电路，对端口写，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，个引脚被外部信号拉低时会输出个电流。超声波测距的原理超声波测距的原理般采用渡越时间法。它通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所发射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差，然后求出距离。般采用渡越时间法即，其中为测量点与被测量物体之间的距离，为声波在介质此处为空气中的传播速度，为超声波发射到返回的时间间隔。由于超声波也是种声波，其声速与空气温度有关，般来说，温度每升高摄氏度，声速增加.米秒。下表列出了几种温度下的声速表声速与温度的关系表温度声速在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的，计算时取为。如果测距精度要求很高，则可通过改变硬件电路增加温度补偿电路的方法或者在硬件电路基本不变的情况下通过软件改进算法的方法来加以校正。如果环境温度变化显著，则必须考虑温度补偿问题。空气中声速与温度的关系可表示为式声速确定后，只要测的超声波往返的时间，即可求得距离。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。超声波发生器可以分为两类类是用电气方式产生超声波，另类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量，可以采用的压电式超声波换能器来实现。利用超声波测距原理，测量低速行驶车辆与飞机的距离，当车辆与飞机的距离小于安全距离时，发出声光报警，并显示车辆与飞机之间的距离，提醒驾驶员及时采取减速制动等措施，从而达到避免车辆与飞机碰撞拖挂等事故。数字,超声波,测距仪,设计,毕业设计,全套,图纸摘要由于现代生产要求，人们发现需要实现无接触式的生产测距，而超声波测距是种性能良好的测距方式，主要应用于倒车雷达工地以及些工业现场，本文设计了种以单片机为核心的低成本高精度微型化显示超声波测距仪，并使用些常用的芯片如等。系统由单片机超声波发射电路超声波接受放大电路以及显示电路构成。由芯片控制计算超声波从发射到接受的传送时间，从而得到待测距离。本系统具有易检测软件功能完善，工作可靠准确度高等优点。本文论述了单片机技术研制成功的超声波测距仪的基本原理，测量计算方法，实现方案。采用软件矫正，提高了测量精度和整机的可靠性。实际使用表明，极大的提高了安全性可靠性和准确度。关键词测距仪超声波传感器单片机第章概述.设计的现状目前国内般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距仪成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车如冷藏车集装箱车垃圾车食品车载货车公共汽车等的倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车。展望未来，超声波测距仪作为种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌新的测距仪将发挥更大的作用。.设计的思路本系统的设计思想是采用以单片机为核心，来设计种低成本高精度微型化数字显示超声波测距仪。超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用就可以算出距离，再在上显示出来。当然还可以设置若干个键，以用来控制电路的工作状态。限制的最大可测距离存在四个因素超声波的幅度，反射面的质地，反射面和入射波之间的夹角以及接受换能器的灵敏度。接受换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。根据设计要求并综合各方面因素，采用单片机作为主控制器，用动态扫描法实现数字显示，超声波驱动信号可以用单片机的定时器和计数器来完成。.设计的重点与难点本设计的任务是设计个超声波测距器，可以应用于汽车倒车位置监控，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，测量精度，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，能够手工设定报警量值。系统组成的设计各部分硬件的选取很有讲究，要十分合理。设计的难点是超声波信号的接收发射的设计显示电路设计流程图及程序的设计第章超声波测距的原理.超声波的介绍什么是超声波声波是物体机械振动状态或能量的传播形式。所谓振动是指物体的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气煤质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指频率高于的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发射器和接收器，但个超声波传感器也可以具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波而在接收回波的时候，则将超声波振动转化成电信号。超声波的特性及特点超声波具有如下特点超声波可以在气体液体固体固溶体等介质中有效传播。超声波可传播很强的能量。超声波会产生反射干涉叠加和共振现象。超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。超声波具有的特点超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。超声波能在各种不同煤质中传播，且可传播足够远的距离。超声与传声煤质的相互作用适中，易于携带有关传声煤质状态的信息诊断或对传声煤质产生效应。治疗超声波是种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介如超等用作诊断超声波同时又是种能量形式，当其强度超过定值时，它就可以通过与传播超声波的煤质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构用作治疗。超声波以直线方式传播，频率越高，环绕能力越弱，但反射能力越强，为此，利用超声波的这种性质就可制成超声波传感器。另外，超声波在空气中传播速度较慢，为，这就使得超声波使用变得非常简单。超声波的应用超声波测距主要应用与倒车雷达建筑施工工地以及些工业现场，例如液位井深管道长度等场合。在机器人作为种能代替人工作业的智能机器，有着广泛的应用前景的前提下，其关键技术取决于机器人视觉系统设计的精准与否。超声波传感器以其价格低廉硬件容易实现的优点，被广泛用作测距传感器，实现定位以及环境建模。超声波测距作为辅助视觉系统与其他视觉系统如图像传感器配合使用，可实现整个视觉功能，具有自动探测前方障碍物自动减速或刹车的功能，是未来高级小汽车和载重车辆必备的安全行驶辅助装置。日本美国和欧洲等各大汽车公司都已投入了相当的人力物力开发在高级汽车上使用的防撞与安全预警系统，包括毫米波雷达摄像机和高档微机等。据海外媒体报道，戴姆勒克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车尤指卡车使用的电子刹车系统，它利用车载前视雷达感应器探测前方景物，由车载控制器处理这感知信息而形成虚拟景象，由此来判断当前路况是否需要启动自动刹车装置。.超声波测距器的原理超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类类是用电气方式产生超声波，另类是机械方式产生超声波。电气方式包括电压型磁致伸缩型和电动型等机械方式有加尔统笛