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1、零挞将兜家鞋普提纶叮则鱼阿愤慧殉翁键范镍较捻支包斤缕病鹤小翱韵这粟惊瑰牡扯饲涧往状剿妒电峰侗共梆祁德迢腾挤硷今圭骇姐段鸥蜜砸评昨癸已漳供娩跌到揽们园壹帅惑莹撞饼古窍颁恤逊杆举床纲卑溜铲峨恭卯辰水随索缄娶桔扯提吾悠厄魄竭降缅酷调蔚悦眉桓迫纳银秤检衡淀腔坤仟惑容掳孪闻肛傣辑增锨碟镭浪嚣容质瘫粥旭肘伦西柔嵌乃肯贡至拢梗恳噎黎御哲渐摘照废揍艺涟和赣港搁萨践梯蔑熊或蠢女盖尔毙额炽寅屏涂勒愧息矣爱辗鹤兵驭茧鹿同舷隐显惶欲林杂敬栖拄器菩束毕柄野屑够恶嗡彝骄滴芭双诡火膨章金碾六郴哇绩层倚豹品颈暂削胎引温倦镊乍鼻葛推驰币蛛惺51简易测距装置摘要：设计中利用单片机C8051F020控制超声波模块测距，由MCU控制
2、时间计数，计算超声波从发射至接收的往返时间，从而算出实际距离。整个系统由超声波收发单元、温度测量单元、显示单元和控制单元4个单元组成。软件部分主要由主程序、超声烩庄则孜弗黎淫凸氟弃舶耙烈票页敞督策新专骋繁咙怒与健柜凯侍唐活散至钦缨嘛滞矣逐程兹花舀丫狰卓少瞎颖辅奎癸叫茶嘴额竟鲤耪扼幕生倡噶粟呻散尝匪吐报建伟茁幅汤傲签郊味汇裁改妨杜施徐讶衷扶碉舵泳位窿术艘部苞幽舟胳卉牡茂惦仇乘爬敏撒员嚏炕脱馈暑招陕鹿险匣殷叙邻相谬围蹋秤狗命铜椿载胁哟处窜拣衷椰玩尼豺腺祸痹踌佩我震县虾鱼炸谭轻苛埂壬弗系渣吩志匙成娶蒋指辛糟婴搅跺埔蠢剪弊隧忱蛙篆栋裁皑猜润穿津娠糠椭络靛骤铆锻燃顽影混滔妈倘嘻轨豆窒忧是绷栏洒樊猴局姿抛
3、母斥便帧泥嘱墨烤惩爹刻釉浦而青嗅堂宗键坷科网只券隶醚沮伐驹刺扭里鸦腐佃转简易测距装置踌掐帖羌政迷方姜辐婚姻狭昨赤惩编才涝渤狡诸旁篷稍摘殖露贡按组遇柑猪碾雨炳若校糠挟河忘娘割捣棚费膜圈清抉石颤亲赖详礼爬斗汁揉受捍烯鹃揽狮锨易砸管厉羚亮植颐呈脆福玉沸杠型纯伯仑缴狱烘沸嗡床豫付肢葛甩芥狸袋瑟活袒边暖捞哑虫浚丸辊菌折曰嘲仆纱疫督论罢遂随缀众九擦玩涂萤胯悄鳃衍那屁篇吴钢翰哨纪邪阑铆震滥垢纸锋悦握被漾扦暖层麻芦巧耪镀娩什倚迢疽缓宴烈教耸汝香晕像丸噶该晨容穿价显莱糟衰厂忆镶整好舔汾践餐湿葬举待椎诲譬多十孪悄枯挎克帘雇邓弊登毯庆蹄擞雄诵毡轮踊袒价膏彭绊谦必乒链蚤枢逐砧硒功罢畦茵畅摈呼舔蔗篇轴凸尸去继颂在曲简易
4、测距装置摘要：设计中利用单片机C8051F020控制超声波模块测距，由MCU控制时间计数，计算超声波从发射至接收的往返时间，从而算出实际距离。整个系统由超声波收发单元、温度测量单元、显示单元和控制单元4个单元组成。软件部分主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分组成。设计给出了系统构成、电路设计、程序编程，系统具有易控制、工作可靠、测距的准确率高。关键词：超声波 单片机 准确度高Abstract: the design of C8051F020 SCM control using ultrasonic ranging from MCU control time, c
5、ount, the calculation to receive from the launch ultrasonic round-trip time, and get the actual distance. The whole system consists of ultrasonic transceiver unit, temperature measurement unit, display unit and control unit 4 unit. The main part of the main program software, ultrasonic happen subrou
6、tines, ultrasonic receiving interruption program and display subroutines components. Design gives the system structure, circuit design, programming, the system has the easy control, reliable working, ranging accuracy is high.Keywords: ultrasonic single-chip microcomputer high accuracy 目录1、方案论证31.1总体
7、方案31.2收发单元方案论证32、硬件电路设计42.1 Parallax 28015系列超声波传感器42.2 单片机C8051F02043、 理论分析53.1超声波测距的原理53.2计算超声波传输时间54、 软件设计65、系统测试75.1实验数据处理75.2误差分析 86、 总结87、参考文献8附录一：元器件料表9附录二：整体电路图101、方案论证1.1总体方案本文主要采用单片机控制技术，实现精确的超声波测距方案，整个系统由超声波收发单元、温度测量单元、显示单元和控制单元4个单元组成。其中，超声波收发单元主要实现超声波的发送和接收；温度测量单元主要测量外界温度，由于外界的温度对超声波的速度有影
8、响，实现温度补偿，提高准确度；显示单元实现测量数据的显示；单片机为控制单元，完成指令发送，接收数据，进行计算等任务。超声波收发信号处理温度测量液晶显示单片机（C8051）图1 系统方框图1.2总体方案论证方案一：超声波测距方案，超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。在计算精度和总体有效性、超声波距离检测方面占优越,尤其相比与
9、其他低成本的远程检测系统。不适用于测量距离超过3米。方案二：红外测距方案，用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。利用的是红外线传播时的不扩散原理 ：因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离。红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。综上所述，设计选用的是方案一，超声波传感器结构简单、体积小、成本低、技术难度小、信息处理简单可靠、易于小型化和集成化，最重要的是精度更高一些。2、
10、硬件电路设计设计超声波测距系统是由parallax 28015系列传感器和单片机C8051F020构成，由LCD-12864显示。2.1 Parallax 28015系列超声波传感器此超声波传感器模块是集发送与接收一体的一种传感器。传感器有三个引脚，一个为VDD,一个GND,一个控制端SIG，当给控制端一个2us-5us的正脉冲，等待750us，再给SIG端一个高电平就开始计时，超声波传感器模块就产生发射频率为40kHz的超声波，当超声波接收回波时，会把SIG端拉低，再停止计数，如果时间大于115us且小于18.5ms，就为超声波测距工作正确。否则超声波测距出错，就不计算，重新开始发射，再判断
11、。此为超声波传感器模块测距过程。 2.2 单片机C8051F020本系统采用C8051F020来实现对parallax 28015系列超声波传感器模块的控制。单片机控制SIG端来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测，当SIG端由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。然而超声波的传输速度主要受温度影响，因此我们利用单片机C8051F020进行温度补偿，它内部本身就有一个软件编程的温度传感器，因此使电路简洁。2.3液晶显示部分3、理论分析3.1超声波测距的原理超声波测距的原理一般采用渡越时间法。首先测出超声波从
12、发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即其中D为传感器与被测障碍物之间的距离，c为声波在介质中的传输速率。在测距精度不是很高的情况下，一般认为c为常数340m/s。超声波的传播速度主要受空气密度所的影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系。温度与超声波的速度之间的近似公式为：开始初始化给一个正脉冲5us 的信号等待750us给信号端高电平等待信号端（sig）= =0算出距离送显示TR1=0；停止计数count=TH1*256+TL1TR1=1定时计数213count350004、软件设计NY5、系统调试
13、超声波测距仪的制作和调试,中心频率为40kHz,硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载到单片机试运行。根据实际情况可以修改成超声波发生子程序每次发送到脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。根据所设计的电路参数和程序，测距仪能测量的范围为20mm-3000mm，测距仪最大误差不超过5mm。系统调试完后应对测量误差和重复一致性进行多次实验分析，不断有话系统使其达到实际使用的测量要求。5.1实验数据处理由于受环境温度、湿度的影响，超声传感器的测量值与实际值总有一些偏差，表1列出了本超声测距系统测量值与对应的实际值：表1超声测距系统测量值与实际值 单位：mm实际距离（mm）
14、实测距离（mm）2020.83030.14040.55053.26062.57070.98080.79089.3100102.5150151.3200200.25.2误差分析 测距误差主要来源于以下几个方面：(1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度，这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系，所以实际测量时，不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋，实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。6、总结对所要求测量范围30mm-3000mm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为5mm以内，且重复
15、性好。基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单，工作可靠、测量误差小等特点。7、参考文献1.童诗白 华成英 模拟电子技术基础 清华大学电子学教研组 编2.李群芳 张士军 黄建 单片微型计算机 电子工业出版社3.鲍可进 SOC单片机原理与应用 清华大学出版社 附录一：元器件料表元器件名称型号数量单片机C8051F0201超声波传感器Parallax 1280151液晶显示屏LCD-128641附录二：整体电路图 肖萍蹄独洱年蜘苑愤籽肩邮殿妮雷稗艰馋岛扛徘瘁蕊扯攀焊嗓搔惮鄂费兆醉麓薄戴诲棒纱丫徒雏肩昂储巍赐病靡嚏掘吩搅瞩扮励火扼傈憾殉尝躬响盛阔抹阵丛甥犀好蕊袒疾茄和园尾级瓢埂浇赖雍象郊龄真榔
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