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摘要机器人通过其感知系统觉察前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便,将它与红外传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。本文介绍了基于STC89C51的超声波测距系统,阐述了超声波测距系统的硬件设计、软件设计及其工作原理。该设计主要由单片机控制模块、数码管显示模块、DS18B20温度补偿模块以及声光报警模块等构成。利用超声波的反射原理,计算超声波在空气中的传播时间的一半再乘以经过温度补偿修正后的速度就可以得出障碍物到传感器之间的距离,并在数码管显示出来。同时,该系统在测量距离小于10cm时能进行声光报警。该系统具有硬件电路简单、成本低、工作可靠、功耗低、体积小、误差小、有良好的测量精度等优点。目前,超声波清洗技术、雷达技术等在医学、军事上占据着重要地位,因此研究超声波技术具有一定的研究意义。本设计作品基本满足设计的要求,有一定的推广性,同时针对不足,如测量距离过小等,文章在最后提出了一些改进性能的可行性方案。关键字:单片机;传感器;超声波测距;温度补偿桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告第1页Abstractrobotthroughitsperceptionsystemtodetectobstaclesthatinfrontoftheroadandthesurroundingenvironmenttoachievethedistancearoundthebarrier,autohunt,rangeandotherfunctions.UltrasonicRangingintermstootherrangingtechnologyislow-cost,highaccuracy,withoutenvironmentalconstraints,andconvenient,itwillbecombinedtogetherwithinfraredsensorsachieverobothuntaroundthebarrierfunction.ThisarticledescribestheultrasonicrangingsystembasedonSTC89C51,whichelaborateultrasonicRangingSystemhardwaredesign,softwaredesignanditsworkingprinciple.Thedesignismainlycontrolledbythemicrocontrollermodule,LEDdisplaymodule,DS18B20temperaturecompensationmodule,aswellassoundandlightalarmmoduleconstitute.Usingtheprincipleofreflectionoftheultrasonicwave,Calculatetheultrasonicpropagationtimeintheairinhalfandthenmultipliedbythespeedafterthecorrectionofthetemperaturecompensationthatcanbedrawnbetweentheobstacletothesensordistance,Anddigitaldisplay.Secondly,thesoundandlightalarmwhenthesystemmeasuringdistancelessthan10cm.ThesystemhasanAdvantageofSimplehardwarecircuit,lowcost,reliable,lowpowerconsumption,smallsize,theerrorissmall,haveagoodmeasurementaccuracy,etc..Atpresent,theultrasoniccleaningtechnology,radartechnologyinmedicine,themilitaryoccupiesanimportantposition,sotheresearchultrasoundtechnologyhasacertainsignificance.Thisdesignworksbasicallymeetthedesignrequirements,therearecertainpromotional,whilefordeficiencies,suchasmeasuringthedistanceistoosmall,etc.,thearticleconcludeswithanumberofimprovementsintheperformanceofthefeasibilityoftheprogram.KeyWords:MCU;Sensor;UltrasonicRanging;Temperaturecompensation桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告第2页目录摘要...................................................................0Abstract.................................................................1第一章绪论............................................................41.1课题的研究背景.....................................................41.2超声波在国内外的发展现状...........................................51.3研究目的和意义.....................................................61.4研究内容...........................................................61.5论文结构...........................................................7第二章系统方案设计..................................................82.1设计要求...........................................................82.2设计方案...........................................................8第三章硬件设计......................................................103.1AT89C51单片机简介..............................................103.1.1AT89C51各引脚的含义和功能..................................103.2系统硬件设计组成部分..............................................133.2.1AT89C51单片机最小系统.......................................133.2.2数码管显示模块...............................................133.2.3超声波发射接收模块...........................................143.2.4声光报警模块.................................................203.2.5复位电路.....................................................203.2.6DS18B20温度补偿电路.......................................213.2.6.1DS18B20内部结构及测温原理..........................223.2.6.2DS18B20的封装形式及引脚功能........................243.2.6.3DS18B20的供电方式..................................243.2.7+5V电源模块................................................26第四章软件设计.......................................................274.1软件整体设计......................................................274.2系统主要模块程序设计..............................................284.2.1超声波发射程序及接收中断子程序...............................284.2.2DS18B20访问程序...........................................28桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告第3页第五章调试与检测.....................................................305.1硬件测试..........................................................305.2软件测试..........................................................315.3结果分析..........................................................315.4误差来源..........................................................315.5解决方案..........................................................325.6本设计所做工作....................................................32总结与展望.............................................................34谢词..................................................................35参考文献...............................................................35附录1电路原理图及PCB图..........................................37附录2程序清单.....................................................39桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告第4页第一章绪论超声波以其指向性好、穿透能力强、能量消耗缓慢、环境污染小等优点,因而超声波常用于距离测量。利用超声波检测往往比较方便、迅速、计算简单、易于做到实时控制,且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。其中,超声波技术首先在欧美兴起并日趋成熟,我国在超声波技术的研究上相对迟缓,但近十年在超声波上的成就也有很大的突破。本章主要介绍超声波测距的研究背景、超声
本文标题:超声波测距仪(实时显示声光报警)
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