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湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书
课程名称 单片机原理与应用 课 题 超声波测距系统设计 专业班级 学生姓名 学 号 指导老师 审 批
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目录
序言…………………………………………………………6 第一章、总体设计原理……………………………………6
1.1、超声波测距原理?????????????6 1.2、超声波测距系统框图???????????8 1.3、程序流程图???????????????10
第二章、系统硬件设计??????????????11 2.1、超声波模块电路?????????????11 2.2、数码管显示电路?????????????12 2.3、单片机最小电路?????????????12 2.4、键盘连接????????????????13 第三章、系统软件设计??????????????14 3.1、主程序流程图??????????????14 3.2、子程序设计???????????????15 第4章、调试结果????????????????21 实验总结????????????????????23 参考文献????????????????????24 附录 A、整体电路图???????????????25
附录B、程序清单………………………………………26
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序言
由于超生波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色限制，较其他仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀等恶劣环境，具有少维护，不污染，高可靠，长寿命等特点。因此，超声波测距有着广泛的应用领域。利用超声波检测往往比较迅速，简单，计算方便，易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业使用要求。超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。
第一章、总体设计原理
本章主要介绍单片机超声波测距的主要原理，包括超声波测距的原理
和STC89C52单片机的原理
1.1、超声波测距原理
谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波。超声波为直线传播频率越
高、绕射能力越弱、但反射能力越强。利用超声波的这种性能就可制成超声传感器、或称为超声换能器、它是一种既可以把电能转化为机械能、又可以把机械能转化为电能的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能转换为机械能、向外发送超声波、反之，当换能器处在接收状态时它可将声能(机械能)转换为电能。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超 声波发生器内部结构如图1-1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。
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当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时， 压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之 如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电 晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
图1-1、超声波换能器内部示意图
超声波发射器向某一方向发射超声波在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停 止计时。超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距离S=Ct/2，式中的C为超声波波速。
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