基于单片机的超声波测距系统的设计与实现(省优秀参考)

武汉长江工商学院毕业论文(设计)学院：工学院专业：电子信息工程年级：08级题目:基于单片机的超声波测距系统的设计与实现学生：汪帆学号：20081384指导教师：刘少敏职称:2012年5月18日武汉长江工商学院本科毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日目录摘要......................................................................1关键词......................................................................1Abstract.....................................................................1Keywards....................................................................11绪论......................................................................21.1研究背景.............................................................21.2研究意义.............................................................21.3超声波测距原理.......................................................21.3.1超声波测距基本组成.............................................21.3.2超声波测距基本原理.............................................21.3.3温度对超声波测距的影响.........................................32系统设计方案论证...........................................................32.1系统概述.............................................................32.2方案论证.............................................................42.2.1单片机模块方案论证.............................................42.2.2超声波模块方案论证.............................................42.2.3显示模块方案论证...............................................42.2.4电源模块方案论证...............................................53硬件设计...................................................................53.1单片机模块...........................................................53.1.1单片机模块电路.................................................53.1.2时钟电路.......................................................53.1.3复位电路.......................................................63.2超声波模块...........................................................63.2.1US-100超声波测距方法..........................................63.2.2US-100模块电路................................................73.3人机交互模块.........................................................73.3.1液晶显示器.....................................................73.3.2显示器硬件电路.................................................73.3.3按键与开关.....................................................83.4电源模块.............................................................84软件设计...................................................................94.1软件设计概述.........................................................94.2软件设计思路和流程图.................................................94.3超声波模块驱动程序..................................................114.3.1发射接收程序..................................................114.3.2防溢出中断程序................................................114.4测距算法............................................................124.5液晶模块驱动程序....................................................134.6系统暂停中断程序....................................................135系统调试..................................................................145.1系统调试概述........................................................145.2硬件调试............................................................145.3软件调试............................................................156总结.....................................................................15参考文献....................................................................15附录一.....................................................................17附录二.....................................................................181基于单片机的超声波测距系统的设计与实现摘要：本论文所研究的基于单片机的超声波测距系统可以被广泛的应用在实时近距离测距场合，如倒车雷达、液位测量等。该系统能够对大体积的静止物体，实现3cm到400cm的测距，测距精度为1cm。系统利用超声波模块US-100作为测距传感器，ATMEL89C52单片机作为核心处理器，1602ZFA型液晶屏作为距离数据显示器，此外本系统能够通过一个按键控制测距状态。本文将围绕此超声波测距系统的工作原理、电路设计、软件设计、系统调试、改进与完善等展开论述。经过实验证明，本系统不仅制作成本较低，而且具有良好的稳定性和实用性。关键词：超声波测距；US-100模块；1602ZFA液晶显示器ThesystemofultrasonicrangingofusingtheSingle-chipMicrocomputerAbstract：ThisthesisintroducesasystemofultrasonicrangingofusingtheSingle-chipMicrocomputer,whichcanbeusedinclosedranging.Thissystemcanachievemeasuringadistancewhichisfrom3cmto400cm,buttheobjectwhichismeasuredshouldbequiescentconditionandownanenoughlargevolume.ThissystemusesultrasonicrangingmoduleUS-100tobearangingsensor,makesATMEL89C52Single-chipMicrocomputerintothecoreprocessor,anduses1602ZFALCDscreentodisplaythedistancedata.Atsametime,youcanpressabuttontomakethissystementeringintothepausingstate.Thisthesiswillanalyzethesystemofultrasonicranging,embayingitsoperatingprinciple,circuitdesign,softwaredesign,systemdebug,improvementandperfection.Throughexperimentproving,Thissystemdoesnotonlyhavealowproductioncost,butalsohaveabetterstabilityandpracticalapplicability.Keywards:ultrasonicranging;US-100module;1602ZFALCD;21绪论1.1研究背景超声波定义为频率大于20kHz的声波，属于机械波的范畴，是一种人耳不能识别的声信号。它具有良好的方向性，穿透力强的特点，并且在媒质中存在反射、折射、衍射、散射等传播规律。随着现代电子技术和工业技术的发展，超声波在各个领域都有了广泛的应用，如在工业控制方面，利用超声波衍射制造超声波流量计；在医疗方面，利用超声波的折射和反射进行医学超声波检查；在集成电路制造中对大规模集成电路进行检查等。而本论文介绍的超声波测距则是应用超声波的折射规律完成距离测量。近些年来在人们的生活和生产中，超声波测距技术已得到较广泛的应用，通常能完成对大体积静态物体的测距，如房屋墙壁和液面高度等。1.2研究意义超声波测距的研究意义主要表现在以下四个方面：（1）它是一种非接触式的测距，可以应用在探测领域或者危