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 的設計與實現(xiàn)的設計與實現(xiàn)n學生：學生： * * * * * *n學號：學號：B1B1論文的結構和主要內容n第一部分：介紹課題背景和意義n第二部分：系統(tǒng)電路設計方案n第三部分：系統(tǒng)硬件設計n第四部分：系統(tǒng)軟件設計n第五部分：仿真n第六部分：總結與謝辭n 背景：背景：近年來，電子測量技術應用越來越廣泛，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，它具有結構簡單、可靠性能高、價格便宜等優(yōu)異特性。在近距離范圍內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，還能夠提高距離結果的準確度；因此超聲測距廣泛應用于倒車雷達、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）超聲波傳感器結構簡單、體積小、費用低、技術難度小、信息處理、體積小、費用低、技術難度小、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。V=331.5+0.607T、在使用時，如果傳播介質溫度變化不大，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，則應通過溫度補償?shù)姆椒▽y量結果加以數(shù)值校正。可以添加溫度補償模塊，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生8個40KHZ的脈沖并且對發(fā)射波進行接收

5、。當接收端發(fā)現(xiàn)有反射波時就會產生回響信號。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指令并做出處理；4. 系統(tǒng)運行出錯時，使用電平式開關和上電復位電路進行復位處理。系統(tǒng)軟件設計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、當測量的值超過了最大測量值時，蜂鳴產生

6、長響的報警聲。當測量距離小于報警距離時，蜂鳴器根據(jù)距離的大小產生頻率不一樣的聲音開始初始化調用顯示子程序障礙物存在讀出距離值并顯示結束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過計算后得到的距離值傳到單片機內，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設的最大測量距離時發(fā)出報警，蜂鳴器會一直發(fā)出聲音；當測量距離小于設置好的報警距離時，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設的最大測量距離時發(fā)出報警，蜂鳴器會一直發(fā)出聲音；當測量距離小于設置好的報警距離