1、西南科技大学本科生毕业论文 I西南科技大学毕业设计（论文）题目名称：超声波测距模块的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 西南科技大学本科生毕业论文 II使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使
2、用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 西南科技大学本科生毕业论文 III学位论文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。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果
3、由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日西南科技大学本科生毕业论文 IV超声波测距模块的设计摘要：超声波测距应用十分广泛。论文在分析可行性、可靠性的基础上，参照工程设计方法，确立了结构化设计的思路。本文设计了一套超声波检测系统，
4、该系统是一种基于 AT89C51 单片机的超声波测距系统,它根据超声波在空气中传播的反射原理, 以超声波传感器为接口部件, 应用单片机技术和超声波在空气中的时间差来测量距离。该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等四个模块构成。设计利用 51 单片机系统的 I/O 口，使超声波传感器发出 40KHz 的超声波，反射回来的超声波信号，经过放大和整形电路进入单片机，比较调试后确定其对应的距离，完成测距。可实现 3 米内测距，盲区 7 厘米，具有 LCD 显示功能。关键词：超声波；超声波传感器；AT89C51 单片机；LCD 显示单元；测距仪西南科技大学本科生毕业论文 V
5、Design of Ultrasonic Distance measurement加 QQ652783983 代做论文设计Abstract: The ultrasonic ranging application is extremely widespread. After the feasibility and reliability has been analysised, the structure design technique was established. This article introduces an ultrasonic distance measurement bas
6、ed on the AT89C51 single-chip computer, the system according to ultrasound in the air reflection principles of the dissemination. And it uses the ultrasound sensor as interface components for the application of the distance measure based by single-chip computer technology and the margin of time that
7、 ultrasound transmit in air, thereby the systems of design of ultrasonic test comes into being. The system primarily composed by the four modules : the controller module,ultrasonic launch module, ultrasound receiving module and display modular. The I/O ports of the 51 single-chip computer were used
8、to cause the ultrasonic transducer to send out the 40kHz ultrasonic wave. The reflected signal enter the 51 after the enlargement and feedback circuit, and the system will complete the range finder by debugging the corresponding distance. This design can realize 3 meters in range finders, with the 7
9、 centimeters blind spot, The system have the LCD demonstration.Keywords: ultrasonic, ultrasonic sensor, AT89C51 single-chip computer, LCD display unit, range finder西南科技大学本科生毕业论文 VI目 录加 QQ652783983 代做论文设计第 1 章 绪 论.11.1 课题背景.11.2 论文研究内容.31.2.1 研究内容.31.2.2 各章节主要内容.4第 2 章 系统的总体方案设计.52.1 超声测距理论基础.52.1.1
10、超声波介绍.52.1.2 超声波传感器.52.1.3 传感器的指向角 .72.1.4 测量盲区.82.2 超声波测距原理.92.3 超声测距系统组成.102.3.1 系统的收发过程.102.4 方案比较.112.4.1 超声波频率及探头的选用.112.4.2 发射模块.112.4.3 接收模块.112.4.4 温度补偿.122.4.5 显示模块.132.4.6 电源模块.142.4.7 通信接口选择.142.5 系统的总体构想.152.6 本章小结.15第 3 章 系统硬件设计.173.1 系统工作的过程.173.2 主控制电路.17西南科技大学本科生毕业论文 VII3.2.1 AT89C51
11、 单片机.183.2.2 时钟振荡器.183.2.3 复位电路.193.3 串行通信接口.193.3.1 RS-232 电气特性 .203.3.2 RS-232 连接器机械特性 .203.3.3 数据发送电路.213.4 发射电路设计.213.4.1 555 振荡器.233.4.2 共射极放大电路.243.5 接收电路设计.263.5.1 CX20106 工作原理分析 .263.6 电源电路设计.273.7 LCD 显示电路.273.7.1 LCD 接口协议.283.8 温度测量.283.9 本章小结.29第 4 章 系统程序设计.304.1 软件功能模块的划分.304.2 主程序的分析设计.
12、304.3 外部中断程序.314.4 T0 中断子程序 .324.5 温度校正.334.6 本章小结.33第 5 章 调试过程.345.1 调试环境.345.1.1 LCD 程序调试过程.345.1.2 发送 40kHZ 脉冲信号子程序调试 .345.1.3 温度传感器的调试.345.2 实验结果.35西南科技大学本科生毕业论文 VIII5.3 本章小结.35总 结.36致 谢.37参考文献.38附录 1 超声测距源程序.39附录 2 超声测距原理图.50附录 3 硬件实物图.51西南科技大学本科生毕业论文1第 1 章 绪 论加 QQ652783983 代做论文设计高速度，高效率是现代工业的标
13、志，而这是建立在高质量的基础之上的。设计和工艺人员理应了解：非均一的组织结构，随机出现的微观、宏观缺陷，常常可以有时甚至是只能依靠无损检测技术的运用方可予以发现、评价。当然，这与数十年来多方的重视和广大从业人员的艰辛努力，使无损检测技术在这方面已具有一定的能力有关。现在，在工业发达国家，无损检测在产品的设计研制，使用部门已被卓有成效的运用，1981 年美国前总统里根在给美国无损检测学会成立 40 周年大会的贺信中就说过：“ 你们能够给飞机、空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更大程度的可靠性。没有无损检测，我们就不可能享有目前在这些领域和其他领域的领先地位。 ”无损检测正在以迅猛之势向
14、纵深发展，客观的需要毕竟是一种专业可以发展的最大动力。超声技术就是一项典型的无损检测技术。利用超声波测量已知基准位置和目标物体表面之间距离的方法，称为超声波测距。可想而知，它的应用，必将在未来展现出夺目的光辉。1.1 课题背景 利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是生物体发射不被人们听到的超声波(20kHZ以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物或障碍物位置的方法，根据这一原理，人们提出了超声波测距，它是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外
15、界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。而由于超声波的速度相对光速小的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。
16、因为它是非接触式的，所以它就能够在某些特西南科技大学本科生毕业论文2定场合或环境比较恶劣的情况下使用。比如要测量有毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之间的距离。我国超声波检测技术是从无到有，从低级阶段逐渐发展到应用普及的现阶段水平。超声波检测仪器的研制生产，也大致按此规律发展变化。五十年代，我国开始从国外引进超声波仪器，多是笨重的电子管式仪器。如英国的 UCT-2 超声波检测仪，重达 24kg，各单位积极开展试验研究工作，在一些工程检测中取得了较好的效果。五十年代末六十年代初，国内科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。随后，上海同济大学研制出 CTS-10 型非金属超
17、声检测仪，也是电子管式，仪器重约 20Hg。该仪器性能稳定，波形清晰。但当时这种仪器只有个别科研单位使用，建工部门使用不多。直至七十年代中期，因超声波检测技术仍处于试验阶段，未推广普及，所以仪器没有多大发展，仍使用电子管式的 UCT-2，CTS-10 型仪器。1976 年，国家建委科技公司主持召开全国建筑工程检测技术交流会后，国家建委将混凝土超声波检测技术列为重点攻关项目，组织全国 6 个单位协作攻关。从此，超声波检测技术开始进入有计划，有目的的研究阶段。随着电子工业的飞速发展，半导体元件逐渐代替了电子管器件，更有利于超声波检测技术的推广普及。如罗马尼亚 N2701 型超声波测试仪，是由晶体管
18、分立元件组成，具有波形和数码显示，仪器重 10kg。七十年代，英国 C.N.S 公司推出仅有 3.5kg 重的 PUNDIT 便携式超声仪。1978 年 10 月，中国建筑科学院研制出 JC-2 型便携式超声波检测仪。该仪器采用 TTL 线路，数码显示，仪器重量为 5kg。同期研制出的超声检测仪器还有 SC-2 型，CTS-25 型， SYC-2 型超声波检测仪。从此，我国有了自己生产的超声波仪器，为推广应用超声波检测技术奠定了良好的基础。随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单片机的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究院研制的 2000A 型超声分析检测仪，是一种内带微处理器的智能化测量仪器，全部操作都处于微处理器的控制管理之下，所有测量值，处理结果，状态信息都在显像管上显示出来，并可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单，可靠性高，具有断电存储功能，其串口可以方便用户对仪器的
