基于单片机的超声波测距设计与制作

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：基于单片机的超声波测距

系统设计

作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 作者所在班级：

作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ：

北华航天工业学院教务处制

北华航天工业学院电子工程系

毕业设计（论文）任务书

姓 名： 指导教师： 专 业： 应用电子技术 班 级： 09212 学号： 20093021239 职 称： 助理实验师 完成时间： 2012年6月6日 毕业设计（论文）题目： 基于单片机的超声波测距系统设计 设计目标： 利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点，设计实现生活中很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距的工作。 技术要求：

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：基于单片机的超声波测距

系统设计

作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 作者所在班级：

作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ：

北华航天工业学院教务处制

北华航天工业学院电子工程系

毕业设计（论文）任务书

姓 名： 指导教师： 专 业： 应用电子技术 班 级： 09212 学号： 20093021239 职 称： 助理实验师 完成时间： 2012年6月6日 毕业设计（论文）题目： 基于单片机的超声波测距系统设计 设计目标： 利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点，设计实现生活中很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距的工作。 技术要求：

ha 2015届毕业生 毕业设计说明书

题 目: 基于单片机的超声波测距系统的设计

院系名称：信息科学与工程学院 专业班级：电信1107

学生姓名： 刘彪 学 号：201116910909

指导教师： 杨静 教师职称： 讲师

2015年 5 月29 日

I

摘 要

AT89C51是单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值。以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本次设计主要是利用AT89C51单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作。以AT89C51为主控芯片，利用超声波的传播特性完成距离的检测，将前方物体的距离探测出来。然后单片机处理运算单元，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，AT89C51发出指令控制蜂鸣器报警。通过DS18B20进行温度补偿，减少温度带来的干扰，提高测量精度。

整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块组成，各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个模块功能。本毕业

基于单片机的超声波测距系统实现

【摘要】：基于传统的方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒

等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理，单片机的应用等进行了分析；对超声波的发生电路和接收电路，DS18B20温度采集电路，LCD显示电路，硬件制作和软件设计；对系统进行误差分析。

【关键词】：超声波测距，单片机，DS18B20温度补偿，LCD显示，软件设计，误

差分析。

Abstract: In many special occasions, traditional methods based on the existence of

insurmountable distance measuring defects, such as the measurement of corrosion in the liquid with strong electromagnetic interference, toxic and other adverse conditions, the ultrasonic range can be a very good solution to

石家庄铁道大学四方学院毕业设计

第1章 绪论

1.1课题背景目的及重要意义

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。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在[M]。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。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，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点。

超声波是一种指向性强，能量消耗慢的波。它在介质中传播的距离较远。因而超声

基于单片机的超声波测距系统实现

【摘要】：基于传统的方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒

等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理，单片机的应用等进行了分析；对超声波的发生电路和接收电路，DS18B20温度采集电路，LCD显示电路，硬件制作和软件设计；对系统进行误差分析。

【关键词】：超声波测距，单片机，DS18B20温度补偿，LCD显示，软件设计，误

差分析。

Abstract: In many special occasions, traditional methods based on the existence of

insurmountable distance measuring defects, such as the measurement of corrosion in the liquid with strong electromagnetic interference, toxic and other adverse conditions, the ultrasonic range can be a very good solution to

石家庄铁道大学四方学院毕业设计

第1章 绪论

1.1课题背景目的及重要意义

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。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在[M]。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。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，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点。

超声波是一种指向性强，能量消耗慢的波。它在介质中传播的距离较远。因而超声

摘要 超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，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0.10-5.00m，测量精度1cm，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。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。 关键词 单片机AT82S51 超声波 传感器 测量距离

一、设计要求

设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，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0.10-3.00m，测量精度1cm，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。

二、设计思路

超声波传感器及其测距原理

超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。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

题 目：

基于单片机的超声波测距仪的

设计与制作

系 （部）：电气与信息工程系 专 业 班：电子信息工程 姓 名：罗文杰 学 号： 指导教师：彭勇

2011 年 10月 日

目录

1 绪 论 ............................................................... 4

1.1

课题设计目的及意义 ............................................. 4

1.1.1 设计的目的 .................................................. 4 1.1.2 设计的意义 .................................................. 4 1.2

超声波测距仪的设计思路 ......................................... 5

1.2.1 1.2.2 1.3

超声波测距原理 ............................................ 5 超声波测距仪原理框图 .......................

摘 要

超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。

本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、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。

关键词：超声波 单片机 测距 AT89C51

1

Abstract

Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology