超声波测距仪的设计.doc
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超声波测距仪的设计,34页共计12439字摘要随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排...
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34页共计12439字
摘 要
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以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。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。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功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。
目 录
摘 要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••I
Abstract••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••II
绪论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.1 课题设计的目的及其意义•••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.2 超声波测距仪的设计思路•••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.3 课题设计的任务和要求•••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1 课题的方案设计与论证•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.1 系统整体方案的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.2 系统整体方案的论证•••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2 系统的硬件结构设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
2.1 单片机的功能特点及测距原理•••••••••••••••••••••••••••••4
2.2 超声波发射电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.3 超声波检测接收电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
2.4 超声波测距系统的硬件电路设计•••••••••••••••••••••••••••7
3 系统软件的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.1 超声波测距仪的算法设计•••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.2 主程序流程图•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.3 超声波发生子程序与超声波接受中断程序•••••••••••••••••••11
3.4 系统的软硬件的调试•••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
总 结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
致 谢••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
附 录 一 超声波测距电路原理图••••••••••••••••••••••••••••••••••18
附 录 二 超声波测距电路版图••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
附 录 三 程序清单••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
关键词：AT89c51; 超声波；测距
参考文献
[1] 胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化，2003.10
[2] 时德刚，刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制，2002.10
[3] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002 .5
[4] 李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社， 1993. 6
[5] 陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版).武汉：华中理工大学出版社，1999.4
[6] 徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999. 6.
[7] 苏长赞.红外线与超声波遥控.北京：人民邮电出版社，1993.7
[8] 张谦琳.超声波检测原理和方法.北京：中国科技大学出版社，1993.10
[9] 九州.放大电路实用设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.5
[10] 樊昌元，丁义元. 高精度测距雷达研究.电子测量与仪器学报，2000.10
[11] 苏伟，巩壁建.超声波测距误差分析.传感器技术，2004.
[12] 永学等.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.12
[13] 胜全.D18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制. 南京：南京大学出版社1998. 3
[14] 恒清，张靖.加强单片机系统抗干扰能力的方法.通化师范学院学报，2004 .10
[15] 晗晓，袁慧梅.单片机系统的印制板设计与抗干扰技术.电子工艺技术，2004 .6
[16] 丰，薛红宣.采用软件抗干扰设计提高微机系统的可靠性.电子产品世界，2004.1
[17] 占操，梁厚琴，曹燕.单片机系统中的软件抗干扰技术.电子技术，2003.3
[18] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002 .5
[19] 继兴，刘霞.单片机系统软件抗干扰措施分析.电子测量技术，2003
[20] 田华等.可编程单总线数字式温度传感器DS18B2的原理与应用.电子质量，2004.7
[21] Tom R. Watt .Cooling our tomorrows economically ，ASHRAE Journal.
[22] Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with optimization technology ，ASHRAE Journal.
[23] D.Pearl mutter ， Eerily ， Y.Etzion ，I.A.Meir，H.Di ，Refine the use of the evaporation in an experimental down-draft cool tower ，Energys .1995
[24] rtori S，ZHANG G X. Geometric Error Measurement and Compensation of Machines.Annals of the CIRP. 1995:599-609
[25] olton W. Instrumentation&process measurement. Longman
Scientific&Technical. 1991
摘 要
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以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。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。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功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。
目 录
摘 要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••I
Abstract••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••II
绪论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.1 课题设计的目的及其意义•••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.2 超声波测距仪的设计思路•••••••••••••••••••••••••••••••••1
I.3 课题设计的任务和要求•••••••••••••••••••••••••••••••••••2
1 课题的方案设计与论证•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.1 系统整体方案的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.2 系统整体方案的论证•••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2 系统的硬件结构设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
2.1 单片机的功能特点及测距原理•••••••••••••••••••••••••••••4
2.2 超声波发射电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.3 超声波检测接收电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
2.4 超声波测距系统的硬件电路设计•••••••••••••••••••••••••••7
3 系统软件的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.1 超声波测距仪的算法设计•••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.2 主程序流程图•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
3.3 超声波发生子程序与超声波接受中断程序•••••••••••••••••••11
3.4 系统的软硬件的调试•••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
总 结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
致 谢••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
附 录 一 超声波测距电路原理图••••••••••••••••••••••••••••••••••18
附 录 二 超声波测距电路版图••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
附 录 三 程序清单••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
关键词：AT89c51; 超声波；测距
参考文献
[1] 胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化，2003.10
[2] 时德刚，刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制，2002.10
[3] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002 .5
[4] 李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社， 1993. 6
[5] 陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版).武汉：华中理工大学出版社，1999.4
[6] 徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999. 6.
[7] 苏长赞.红外线与超声波遥控.北京：人民邮电出版社，1993.7
[8] 张谦琳.超声波检测原理和方法.北京：中国科技大学出版社，1993.10
[9] 九州.放大电路实用设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.5
[10] 樊昌元，丁义元. 高精度测距雷达研究.电子测量与仪器学报，2000.10
[11] 苏伟，巩壁建.超声波测距误差分析.传感器技术，2004.
[12] 永学等.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.12
[13] 胜全.D18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制. 南京：南京大学出版社1998. 3
[14] 恒清，张靖.加强单片机系统抗干扰能力的方法.通化师范学院学报，2004 .10
[15] 晗晓，袁慧梅.单片机系统的印制板设计与抗干扰技术.电子工艺技术，2004 .6
[16] 丰，薛红宣.采用软件抗干扰设计提高微机系统的可靠性.电子产品世界，2004.1
[17] 占操，梁厚琴，曹燕.单片机系统中的软件抗干扰技术.电子技术，2003.3
[18] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002 .5
[19] 继兴，刘霞.单片机系统软件抗干扰措施分析.电子测量技术，2003
[20] 田华等.可编程单总线数字式温度传感器DS18B2的原理与应用.电子质量，2004.7
[21] Tom R. Watt .Cooling our tomorrows economically ，ASHRAE Journal.
[22] Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with optimization technology ，ASHRAE Journal.
[23] D.Pearl mutter ， Eerily ， Y.Etzion ，I.A.Meir，H.Di ，Refine the use of the evaporation in an experimental down-draft cool tower ，Energys .1995
[24] rtori S，ZHANG G X. Geometric Error Measurement and Compensation of Machines.Annals of the CIRP. 1995:599-609
[25] olton W. Instrumentation&process measurement. Longman
Scientific&Technical. 1991
