基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距畢業(yè)答辯PPT演示課件

1、logo指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)n班級(jí)：班級(jí)： n學(xué)生：學(xué)生：n學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容u第一部分：介紹課題背景和意義第一部分：介紹課題背景和意義u第二部分：超聲波測(cè)距原理第二部分：超聲波測(cè)距原理u第三部分：系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第三部分：系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)u第四部分：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第四部分：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)u第五部分：總結(jié)與致謝第五部分：總結(jié)與致謝n 背景： 由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。n 意義： 可廣泛應(yīng)用

2、于測(cè)量物體的距離、厚度、液位等領(lǐng)域。在超聲波探傷、可廣泛應(yīng)用于測(cè)量物體的距離、厚度、液位等領(lǐng)域。在超聲波探傷、自動(dòng)泊車系統(tǒng)和倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，超聲波測(cè)距有其重要的應(yīng)用。自動(dòng)泊車系統(tǒng)和倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，超聲波測(cè)距有其重要的應(yīng)用。超聲波測(cè)距系統(tǒng)的背景、意義超聲波測(cè)距系統(tǒng)的背景、意義測(cè)距方式及超聲測(cè)距的優(yōu)勢(shì)測(cè)距方式及超聲測(cè)距的優(yōu)勢(shì)u 測(cè)距方式測(cè)距方式 雷達(dá)測(cè)距、紅外測(cè)距、激光測(cè)距、雷達(dá)測(cè)距、紅外測(cè)距、激光測(cè)距、超聲測(cè)距超聲測(cè)距u 超聲測(cè)距的優(yōu)勢(shì)超聲測(cè)距的優(yōu)勢(shì) （1）環(huán)境介質(zhì)可為空氣、液體或固體等，適用范圍廣泛；）環(huán)境介質(zhì)可為空氣、液體或固體等，適用范圍廣泛； （2）對(duì)外界光線和電磁場(chǎng)不敏感，可用于黑暗、

3、有灰塵或）對(duì)外界光線和電磁場(chǎng)不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強(qiáng)等惡劣環(huán)境中，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度。煙霧、電磁干擾強(qiáng)等惡劣環(huán)境中，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （3）超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、費(fèi)用低、技術(shù)難度）超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、費(fèi)用低、技術(shù)難度小、信息處理簡(jiǎn)單可靠、易于小型化和集成化。小、信息處理簡(jiǎn)單可靠、易于小型化和集成化。超聲測(cè)距原理超聲測(cè)距原理ctl21超聲系統(tǒng)測(cè)距方案論證超聲系統(tǒng)測(cè)距方案論證超聲波是利用反射的原理測(cè)量距離的，被測(cè)距離一端為超聲波傳感器，另一端必須有能反射超聲波的物體。測(cè)量距離時(shí)，將超聲波傳感器對(duì)準(zhǔn)反射物發(fā)射超聲波，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播到達(dá)障礙物后被反

4、射回來(lái)，傳感器接收到反射脈沖后立即停止計(jì)時(shí)，然后根據(jù)超聲波的傳播速度和計(jì)時(shí)時(shí)間就能計(jì)算出兩端的距離。超聲波是利用反射的原理測(cè)量距離的，被測(cè)距離一端為超聲波傳感器，另一端必須有能反射超聲波的物體。測(cè)量距離時(shí)，將超聲波傳感器對(duì)準(zhǔn)反射物發(fā)射超聲波，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播到達(dá)障礙物后被反射回來(lái)，傳感器接收到反射脈沖后立即停止計(jì)時(shí)，然后根據(jù)超聲波的傳播速度和計(jì)時(shí)時(shí)間就能計(jì)算出兩端的距離。由單片機(jī)at89c51編程產(chǎn)生40khz的方波，由p2.7口輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)接收電路的檢波放大、積分整形及一系

5、列處理,送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。由單片機(jī)at89c51編程產(chǎn)生40khz的方波，由p2.7口輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理,送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。由單片機(jī)at89c51編程產(chǎn)生40khz的方波，由p2.7口輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)

6、后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理,送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。 由單片機(jī)由單片機(jī)at89c52編程產(chǎn)生編程產(chǎn)生40khz的方波，的方波，由由p2.7口輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)口輸出，再經(jīng)過(guò)放大電路，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來(lái)后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)反射回來(lái)后，由超聲波接收頭接收到信號(hào)，通過(guò)接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理,送

7、送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離離,并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。本設(shè)計(jì)的核心本設(shè)計(jì)的核心-at89c52 at89c52 at89c52 是一個(gè)低電壓，高性能是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8 cmos 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes 8k bytes 的可反的可反復(fù)擦寫的復(fù)擦寫的flashflash只讀程序存儲(chǔ)器和只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（r

8、amram），器），器件采用件采用atmel atmel 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51 mcs-51 指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用片內(nèi)置通用8 8 位中央處理器和位中央處理器和flash flash 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元，at89c52 at89c52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。著廣泛的應(yīng)用。超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路 發(fā)射電路主要由反相器發(fā)射電路主要由反相器74ls04 74ls04 和超聲波發(fā)射換能和超聲波發(fā)射換能器器ls1 ls1 構(gòu)成構(gòu)成超聲波接收電路超聲波接收電路 考慮到紅外遙控常用

9、的載波頻率考慮到紅外遙控常用的載波頻率38khz 38khz 與測(cè)距的超聲波頻率與測(cè)距的超聲波頻率40khz 40khz 較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。顯示電路顯示電路四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p

10、2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。四位led組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52的p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p

11、2口控制led的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。 四位四位ledled組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由組成動(dòng)態(tài)掃描電路，由at89c52at89c52的的p0p0口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由口輸出。動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，由p2p2口控制口控制ledled的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)的當(dāng)前顯示位。當(dāng)距離測(cè)量結(jié)束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。束并調(diào)用顯示程序，就會(huì)顯示距離大小。溫度調(diào)控電路溫度調(diào)控電路 由于超聲波的傳播速度由于超聲波的傳播速度c c會(huì)受溫度、濕度、會(huì)受溫度、濕度、壓強(qiáng)等的影響，其中溫度的影響尤為嚴(yán)重。因此壓強(qiáng)等的影響，其中溫度的影響尤為嚴(yán)重。因此在測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)通過(guò)溫度

12、補(bǔ)償對(duì)超在測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合，應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行校正，以減小誤差。聲波的傳播速度進(jìn)行校正，以減小誤差。電源電路電源電路 本機(jī)使用一種電源：本機(jī)使用一種電源：+5v+5v，硬件設(shè)計(jì)中采用，硬件設(shè)計(jì)中采用自帶電源方式。因?yàn)楸緳C(jī)有單片機(jī)，還有許多邏自帶電源方式。因?yàn)楸緳C(jī)有單片機(jī)，還有許多邏輯芯片，這些芯片的工作電源電壓為輯芯片，這些芯片的工作電源電壓為+5v+5v，所以，所以電源中必須有電源中必須有+5v+5v電源。電源。單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)其作用主要是為了保證單片機(jī)系其作用主要是為了保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要統(tǒng)能正常工作。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由時(shí)鐘電路和

13、復(fù)位電路組成。由時(shí)鐘電路和復(fù)位電路組成。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。物體的距離。總結(jié)總結(jié)u由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒(méi)有成功做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很沒(méi)有成功做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲好的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離量物體間的距離u大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。