广泛的应用。本文介绍了种基于单片机的脉冲反射式超声波测距模块。该模块以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。论文概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声波传感器的原理及特性。对于测距系统的些主要参数进行了讨论。并且在介绍超声测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成，并且提供了用存储测量数据的功能，且针对测距系统发射接收检测显示部分数据保存的总体设计方案进行了论证。进步介绍了单片机在系统中的应用，分析了系统各部分的硬件及软件实现，最后利用测距系统进行验证。实验表明各主要技术指标均达到设计要求。该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，最后文中分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善。第章超声波测距概述第节超声波检测的发展随着机器人技术在其诞生后短短几十年中的迅猛发展,它的应用范围也逐步由工业生产走向人们的生活。如此广泛的应用使得提高人们对机器人的了解显得尤为重要。机器人通过其感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障自动寻线测距等功能。超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便，将它与红外灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由于指向性强能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达测距仪物位测量仪移动机器人的研制建筑施工工地以及些工业现场等，例如距离液位井深管道长度流速等场合。利用超声波检测往往比较迅速方便，且计算简单易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。本课题的研究是非常有实用和有商业价值的。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。利用超声波检测往往比较迅速方便计算简单易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息距离和方向。超声波测距系统，就是为机器人了解其前方左侧和右侧的环境而提供个运动距离信息。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，类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型磁致伸缩型和电动型等机械方式有加尔统笛液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。第二节超声波测距特性超声波用于距离测量的优势由于超声波频率较高，沿直线传播，绕射小，穿透力强，指向性强，传输过程中衰减少，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，遇到杂质或分界面时会产生反射波，因而超声波经常用于距离的测量。超声波有两个特点，个是能量大，个是沿直线传播，它的应用就是按照这两个特点展开的。超声波与般声波比较，它的振动频率高，而且波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅相同的般声波，并且具有很高的穿透能力。二超声波检测技术超声波是指超过人的听觉范围以上的声波。近二三十年，特别是近十年来，由于电子技术及压电陶瓷材料的发展，使超声检测技术得到了迅速的发展。超声技术是门以物理电子机械及材料学为基础的通用技术之。超声技术是通过超声波产生传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束定向及反射透射等特性。超声检测技术是利用超声波在媒质中的传播特性声速衰减反射声阻抗等来实现对非声学量如密度浓度强度弹性硬度粘度温度流速流量液位厚度缺陷等的测定。它的基本原理是基于超声波在介质中传播时遇到不同的界面，将产生反射，折射，绕射，衰减等现象，从而使传播的声时，振幅，波形，频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的些行测距的结果存储单元编号与单片机的接口电路图的引脚说明及具体时序操作可以参考其显示程序显示函数忙信号检测,写数据程序，是待写入的数据，代表待写入的数据类型是数据或指令初始化程序开机显示开机显示测试次数显示函数显示显示测试结果显示储存单元的序号四数据存储电路及程序系统提供总共个数据保存，键是上翻，键是下翻，键是测距键，每当按下键，系统测距次，测距后的数据保存在当前液晶显示的单元上下键选择中，系统可以显示用户开机后总共的测距次数，本系统还提供了开机或复位后，系统自动的跳转到关机前状态。提供数据存储的就是,该芯片内部有的且芯片的数据传输采用了总线。总线是公司推出的种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。总线只有两根双向信号线。根是数据线，另根是时钟线。总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的及都是线与关系。每个接到总线上的器件都有唯的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。为了避免混乱，总线要通过总线仲裁，以决定由哪台主机控制总线。的相关协议请参考的。与单片机的借口电路数据存储程序程序初始化启动信号停止信号回应信号写个字节,读个字节,指定地址写个字节数据指定地址读个字节数据第四章系统试验结果与误差分析第节系统试验结果系统试验结果符合当出设计的要求，各部分模块电路和程序运作正常。系统的测试数据如图所示第二节误差分析超声波波束入射角的影响如果系统是用来测量面与点的距离,则被测物换能器及换能器所在测量参考平面三者之间存在个几何角度,即反射波入射到换能器的角度,当这个角度不是时,系统测量到的距离是障碍物与换能器之间的距离而不是和测量参考平面之间的距离,这就会造成测量误差。超声波传播速度的影响稳定准确的声波传播速度是保证测量精度的必要条件,传播介质的温度压力及密度对声速都产生直接影响。对于在大气中传播的声波而言,引起声速变化的主要原因是温度的变化。在实际应用中可以根据系统测量精度要求,采用合理的补偿手段。结论系统体积小结构紧凑测距范围较大且测量误差小,易于产品化,具有较强的实用价值。可用于距离探测和方位探测。采用单个换能器以测量点到点和点到面的距离,如用于液面井深测量等。采用多个换能器以测量点到点的距离,并进行方位的确定,如方位入侵报警汽车防撞及倒车雷达等。参考文献沈红卫基于单片机的智能系统设计与实现电子工业出版社吴金戌沈庆阳郭庭单片机实践与应用清华大学出版社边春远王志强单片机应用开发实用子程序人民邮电出版社王庆有光电技术电子工业出版社李建忠单片机原理及应用西安电子科技大学出版社张金铎传感器用其应用西安电子科技大学出版社求是科技单片机典型外围器件及应用实例人民邮电出版社王晓君安国臣及兼容单片机原理与选型电子工业出版社姜道连宁延袁世良用设计超声波测距仪国外电子元器件应崇福超声学北京科学出版社袁德庆肖圣彭吴生马晓燕多通道超声波液体流量测控系统石油仪器罗庆生韩宝玲种基于超声波与红外线探测技术的测距定位系统计算机测量与控制瓮嘉民，单片机应用开发技术基于仿真和语言编程，中国电力出版社，李丽霞单片机在超声波测距中的应用电子技术,致谢本文是在翁老师精心指导和大力支持下完成的。翁老师以其严谨求实的治学态度高度的敬业精神兢兢业业孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。她渊博的知识开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于产生波方面的知识，实验技能有了很大的提高。另外，我还要特别感谢胡鑫鑫对我实验以及论文写作的指导，他为我完成这篇论文提供了巨大的帮助。还要感谢，许宇为和王中海同学对我的无私帮助，使我得以顺利完成论文，在此我衷心的感谢他们。最后，再次对关心帮助我的老师和同学表示衷心地感谢,河南工程学院毕业设计论文题目超声波测距仪学生姓名系部专业指导教师年月日摘要随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波传感器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，未来的超声波传感器将与自动化智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。随着传感器的技术进步，传感器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，面貌新的传感器将发挥更大的作用。关键词超声波测距,目录前言第章超声波测距概述第节超声波及用途第二节超声波测距特性超声波用于距离测量的优势二超声波检测技术三系统的性能指标及功能第二章超声波测距原理第节超声波发生器第二节压电式超声波发生器原理第三节超声波测距原理第三章系统设计第节系统结构第二节系统设计单片机电路及主程序二测距电路及程序三显示电路及程序四数据存储电路及程序第四章系统试验结果与误差分析第节系统试验结果第二节误差分析第五章结论参考文献致谢前言超声波指向性强，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。利用超声波检测往往比较迅速方便计算简单易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在测距仪器的研制上也得到了广泛的应用。本文介绍了种基于单片机的脉冲反射式超声波测距模块。该模块以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。论文概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声波传感器的原理及特性。对于测距系统的些主要参数进行了讨论。并且在介绍超声测距系统功能