徐州工程學院畢業設計(論文)I圖書分類號：密級：畢業設計(論文)基于AT89C51單片機超聲波測距儀的設計BASEDONAT89C51ULTRASONICRANGEFINDERDESIGN學生姓名嚴海波學院名稱信電工程學院專業名稱電子信息工程技術指導教師高玉芹徐州工程學院畢業設計(論文)II摘要超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩，它是由與介質相接觸的振蕩源所引起的，其頻率在20000Hz以上。由于它有指向性強、方向性好、傳播能量大、傳播距離較遠等特點，因此常用于測量物體的距離。本文介紹了基于AT89C51單片機的超聲波測距儀的軟硬件設計，整個系統分為單片機控制模塊、發射模塊和接收模塊組成。程序采用模塊化設計，由主程序、預置子程序、發射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。超聲探頭接收的信號經單片機綜合分析處理后，實現了超聲波測距儀的各種功能。關鍵詞超聲波AT89C51測量距離徐州工程學院畢業設計(論文)III目錄1緒論.11.1研究背景.11.2研究內容.12相關知識.22.1超聲波發生器.22.2.單片機的任務.22.3AT89C51單片機主要特性和引腳功能.23理論分析與計算.53.1測量與控制方法.53.3超聲波測距誤差分析.64系統硬件電路設計.84.1單片機系統及顯示電路.84.1.174LS244的簡介.94.2超聲波發射電路.94.3超聲波監測接收電路.104.4顯示電路原理.115系統軟件設計.125.1主程序.125.2超聲波發生子程序和接收子程序.135.3超聲波的接收與處理.136單片機系統的可靠性.156.1測試單片機系統的可靠性.156.2單片機的抗干擾性.157軟硬件調試.167.1調試.167.2提高精度的方案及系統設計.168系統的擴展.188.1DS18B20的簡介.188.11DS18B20的主要特性.188.12DS18B20的外形和內部結構.188.13DS18B20的工作原理.198.14DS18B20有4個主要的數據部件.198.2DS18B20與單片機的連接.208.3DS18B20與51單片機的連接程序.21結論.27致謝.28徐州工程學院畢業設計(論文)IV參考文獻.29附錄.30附錄1電路原理圖.30附錄2程序源代碼.31徐州工程學院畢業設計(論文)11緒論1.1研究背景由于社會不斷進步發展，許多傳統的測距方法已經無法滿足我們的需求，例如在井深，液位，管道長度等場合。還有在很多要求實時測距的情況下，傳統的測距方法也很難完成測量的任務。于是，在這種情況下一種新的測距方法誕生了-超聲波測距。超聲波可用于非接觸測量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優點，是利用計算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸來測量距離的，對被測目標無損害。而且超聲波傳播速度在相當大范圍內與頻率無關。超聲波的這些獨特優點越來越受到人們的重視。目前對于超聲波精確測距的需求也越來越大，如油庫和水箱液面的精確測量和控制，物體內氣孔大小的檢測和機械內部損傷的檢測等。在機械制造，電子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工業領域也有廣泛地應用。此外，在材料科學，醫學，生物科學等領域中也占具重要地位。1.2研究內容超聲波測距儀主要以單片機AT89C51為核心，其發射器是利用壓電晶體的諧振帶動周圍空氣振動來工作的.超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器接收到反射波就立即停止計時。一般情況下，超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離s，即