超声波测距仪汇总优秀PPT.ppt

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1、超声波测距仪组员：指导老师：1.设计的要求1)具有超声波测距功能，测量距离0.20m5.00m测距精度1。2)实时显示测量的距离，显示格式为：X.XXm。3)LED提示显示：距离在0.40m1.00m，表示“危急距离”并用红色LED灯指示；距离在1.00m2.00m，表示“保持距离”，并用黄书LED灯指示；距离在2.00m以上，表示“平安距离”并用绿色LED灯指示。2.方案论述超声波测距仪利用超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远的特点测量两点之间的距离的仪器。这个设计就是利用超声波传输中的距离与时间的关系，接受了STC90C51单片机对超声波仪进行限制及数据处理，设计出了能够精确

2、测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要是由单片机主控模块、显示模块、超声波放射模块、接收模块所构成。其中接受STC90C51单片机作为主控模块，用来限制超声波的发出和接受，并且计算距离。用超声波模块HC-SR04发出和接受超声波，用3位数码管作为显示模块。本次设计的超声波测距仪，具有快速、操作便利、计算简洁、易于做到实时限制，并且测量精度较高的特点。测量范围可达到25cm350cm，其误差1cm左右。在理论分析上达到了本次课设的要求。2.1 总体方案设计超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远的特点，常用于测量两点之间的距离。本系统要求以单片机为核心，选择超声波放射电路和超声

3、波接收电路，组成一个超声波测距仪，并显示两点之间的距离。超声波测距仪设计中我们接受单片机作为核心，其中包括时钟电路，复位电路；以超声波模块作为超声波放射和接受装置；以三位数码管作为显示模块，总体设计方案如图：2.2 超声波测距原理由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波常常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。那么超声波测距的原理是什么呢？下面简洁介绍一下超声波测距的原理。超声波放射器向某一方向放射超声波，在放射时刻的同时起先计时，超声波在空气中传播，途中遇到障碍物就马上返回来，超声波接收器收到反射波就马上停止计时。超声波在空气中的传播速度为

4、340m/s，依据计时器记录的时间t，就可以计算动身射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。这就是所谓的时间差测距法。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在放射后遇到障碍物反射回来的时间，依据放射和接收的时间差计算动身射点到障碍物的实际距离。3.硬件选择3.1.单片机的选择在这个设计中单片机选用的是STC90C51(如图3-1),它内部集成了功能强大的中心处理器。具有以下标准的功能：32个I/O口线，看门狗（WDT），4k字节的Flash闪速存储器，128字节的内部RAM，一个向量两级中断结构，两个16位定时/计数器，两个数据指针，片内振荡器刚好钟电路，一个全

5、双工串行通信口。CPU的工作在空闲方式下停止，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统接着工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它全部部件工作直到下一个硬件复位。STC90C51集成了几乎完善的8位中心处理单元，处理功能强，中心处理单元中集成了便利敏捷的专用寄存器，硬件的加，减，乘，除法器和布尔处理机以及各种逻辑运算和转移指令，这给应用供应了极大的便利。3.2超声波模块的选择在超声波测距仪设计中，接受HC-SR04超声波模块（如图），它性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。可以用来设计机器人避障、物体测距、液位检测等领域。HC-SR04超声波测距模块设计的嵌入

6、式系统这样的项目。它的辨别率为0.3和测距距离为2cm至500厘米。它接受一个5V直流电源供电，待机电流小于2mA。该模块发送的超声波信号，拿起其回波，测量所经过的时间之间的两个事务和输出波形，其高的时间是由测得的时间的距离成正比的调制。HC-SR04超声波模块引脚介绍 HC-SR04具有四个引脚即Vcc时，触发器，回声，GND和它们在下面具体说明。a.VCC：5V DC电源连接到该管脚。b.触发：触发信号起先发送到该管脚。触发信号必需是脉冲10US的时候。当模块接收到有效的触发信号时，它会发出8个脉冲从放射40KHz的超声波声。这种声音的回声回升的接收器。c.回声：在此引脚，模块输出的波形以

7、很高的时间与距离成正比。d.GND地连接到该引脚。HC-SR04模块的运用初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给 trig 发送至少10 us的高电平脉冲（模块自动向外发送8个40K的方波），然后等待，捕获 echo 端输出上升沿，捕获到上升沿的同时，打开定时器起先计时，再次等待捕获echo的下降沿，当捕获到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，依据如下计算公式 测试距离=(高电平常间*声速(340M/S)/2就可以算出超声波到障碍物的距离。3.3 显示单元选择显示单元是计算机系统开发时运用的主要设备之一，它可将计算机的运算结果、中间结果、存储器地址以及存储器、寄

8、存器中的内容显示出来，从而实现人机对话。可以做显示器的有：LED,LCD,CRT等。CRT就是常见的显像管式的显示器。优点是颜色视觉效果好，视角宽，牢靠性高，便宜；缺点是体积大耗电多，有微量的X射线辐射。LED就是发光二极管。LED一般适合做大屏幕的显示设备，最突出的有点那就是屏幕尺寸可以不受限制，亮度可以做的很高，其他的如显色性、对比度等都不如CRT显示器。但是考虑到本设计须要显示测量距离，补偿温度以及危急，保持，平安等警告信号。所以选择接受128*64液晶模块。4.软件设计4.1主程序设计依据模块的划分原则，将该程序划分为初始化模块、超声波放射限制子程序、等待回波子程序和显示子程序模块，这

9、四个程序模块构成了整个系统软件的主程序主程序程序流程图如图4-1所示。4.2超声波放射限制子程序超声波放射限制子程序要的作用是给HC-SR04超声波模块提供10us的高电平，使HC-SR04超声波模块放射40KHz的超声波。程序流程图如图4-2所示。4.3 等待放射回波子程序依据HC-SR04超声波模块的时序图，超声波模块发出一个40KHz的脉冲波形式后，接收到该触发信号，程序等待，直到接收到一个有效的回波在P3.1。程序流程图如图4-3所示。4.3 显示子程序其实在等待反射回波子程序中累加器A的值就是物体之间的距离，同时在本设计中我们用三位数码管显示，所以在显示子程序中我们要将测得的距离的百

10、位、十位、个位分别。并且我们用查表的方法显示。程序流程图如图4-4所示。5、课程设计总结这个设计就是利用超声波传输中的距离与时间的关系，接受了STC90C51单片机对超声波仪进行限制及数据处理，设计出了能够精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要是由单片机主控模块、显示模块、超声波放射模块、接收模块所构成。其中接受STC90C51单片机作为主控模块，用来限制超声波的发出和接受，并且计算距离。用超声波模块HC-SR04发出和接受超声波，用3位数码管作为显示模块。本次设计的超声波测距仪，具有快速、操作便利、计算简洁、易于做到实时限制，并且测量精度较高的特点。测量范围可达到25cm350cm，其误差1cm左右。在理论分析上达到了本次课设的要求。人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。