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AT89C2051单片机的超声波测距仪设计+电路图(2)

时间:2020-09-10 21:40来源:毕业论文
23 1 前言 1.1 设计背景及意义 随着我国工业, 建筑 业的发展,测量的要求也不断提高。测量不仅能为人类提供一个距离,还能表现事物的 物理 概念。人类

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1 前言

1.1 设计背景及意义

  随着我国工业,建筑业的发展,测量的要求也不断提高。测量不仅能为人类提供一个距离,还能表现事物的物理概念。人类测量的范围越来越广,从陆地到天空,从地球到太空,可以说是大到宇宙,小到原子,所以传统的测量工具已经不能满足人类的需要。在目前的技术水平,人们可以具体的传感器技术仍然是非常有限的,因此,在未来,作为一种新技术产品,将有很大的发展空间,超声波传感器。超声波作为一种机械波,不仅稳定性好,精度高,还具有制作成本低,易于控制的特点[1]。适用于大部分环境的测量。当今科技技术的不断提升,超声波技术越来越被人们运用于生活的各个方面里。

  初期的工业测量一般使用接触式测量仪器,但是接触式测量仪抗粉尘能力差,广泛的运动失误,接触不良引起的故障,错误的缺陷。针对这些缺点,我们考虑研究非接触式测量仪。而随着信息电子时代,如微波雷达,激光测距和非接触式测量出现。但这些成本高,技术难度大,在民用工业很少使用,而超声波测距仪比它们成本低,技术简单,在民用工业很普遍。目前,民用工业对于超声波测距仪的精度要求越来越高,超声波测距仪具有耐用,成本低廉,使用寿命长,节省人力物力,是一种适用性广的仪器。

1.2 设计任务

  本文采用单片机AT89C2051作为主控制器,结合传感器的工作原理,超声波测距的原理,通过硬件和软件实现了操作[2]。其中硬件系统由单片机,LED数码管,发射电路,接收电路等组成,软件系统由主程序,中断程序,LED显示程序等组成。通过控制电路连接各个系统,启动各种超声波测距仪功能。最终能够实现稳定清楚的测量数据。

  设计任务如下:源'自:751-'论.文'网"]www.751com.cn

(1) 设计一个单片机最小系统,有LED显示和按键;

(2) 设计超声波测距模块;

(3) 设计要有一定的发展性;

(4) 设计实物可测范围在0~4M;

2 系统总体设计

2.1系统设计方案

  由于超声波的优点,能耗低,传输距离长,所以经常用超声波测距。超声波距的方式是通过回波测距的原理来设计的。按照S = v·△t /2 公示记录并计算传播时间和声速来计算距离。有两种方法:一是在一般位置上测得的距离,发射端的两端,接收,该方法适用于测量高度;另一种方法是通过发射信号碰撞障碍物回来后接收信号的反射方式,主要

适用于测距仪。本文采用反射信号方式[3]。

  超声波发生器主要分为两类:一类是发电机:一是机械式发电机。两种发生器的频率,功率,声学特性是不同的,所以使用也不同。目前,使用压电超声波发生器在近距离测量。

  本设计主要由硬件部分和软件部分组成,通过超声波测距原理来运作。简而言之,超声波测距原理就是信号发射器先发出一段超声波信号,在这个时段,系统里面的计时器同步计时,时间为t1。然后超声波遇到障碍物并返回到接受装置中,计时器停止计时,时间为t2。这段时间就是△t。假设此时的声速是V,则障碍物与超声波测距仪的距离就是:

AT89C2051单片机的超声波测距仪设计+电路图(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_60209.html
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