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单片机超声波测位仪的设计

单片机超声波测位仪的设计

本课程设计是根据超声波测距的原理,利用内部具有分频器和振荡器的CD4060作为时钟电路核心,以及用D触发器CD4013产生控制计数器开始与停止计数的脉冲信号。并采用了具有锁存、译码、驱动显示器功能的5G7225。组成由两套测量系统构成的超声波物位仪,一套用于

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  • 详细描述

    单片机超声波测位仪的设计
    1、课题概论
    本课程设计是根据超声波测距的原理,利用内部具有分频器和振荡器的CD4060作为时钟电路核心,以及用D触发器CD4013产生控制计数器开始与停止计数的脉冲信号。并采用了具有锁存、译码、驱动显示器功能的5G7225。组成由两套测量系统构成的超声波物位仪,一套用于温度补偿,另一套用于物位测量。
    2、设计内容与要求
    1)设计内容
    在了解单片机工作原理,传感器应用以及超声波测距原理的情况下,制定设计方案与思路(包括步骤及方法)
           制定超声波测距系统总体方案;
           设计或制定发射接收电路方案;
           设计或制定显示报警单元方案;
           制定系统硬件及软件实现方案。
    2)设计要求
    设计考虑传感器指向角、测距仪的工作频率、发射脉冲宽度、声速等系统主要参数;
    设计发射接收电路;
    设计系统显示电路;
    设计系统报警电路;
    设计单片机复位电路;
    制定电路流程图;
    写出超声波测距原理;
    要求采用CAD制图。

    目    录
    第1章  绪论 4
    1.1  课题设计的目地及意义4
      1.2 超声波测距仪的设计思路4
    第2章  超声波测距原理 5
    2.1  超声波传感器介绍 5
    2.1.1  超声波传感器特性 6
    2.2  超声波检测概述 7
    2.3  超声测距原理及实现 8
    第3章  单片机超声波测距系统构想 10
    3.1  超声波测距系统总体方案 10
    3.2  系统主要参数考虑 12
    3.2.1  传感器指向角 12
    3.2.2  测距仪的工作频率 12
    3.2.3  声速 13
    3.2.4  发射脉冲宽度 13
    第4章  单片机测距系统各组成单元方案设计 14
    4.1  发射接收电路方案设计 14
    4.2  显示报警单元方案设计 23
    4.2.1  系统显示电路设计 23
    4.2.2  系统报警电路设计 24
    4.3  单片机复位电路 25
    4.4  时钟电路 26
    4.5  稳压电源 27
    第5章  系统硬件及软件实现 29
    5.1  单片机硬件介绍 29
    5.2  运算放大器 32
    5.3  LM567芯片介绍 34
    5.4  探头UCM介绍 35
    5.5  系统软件结构 35
    5.5.1  主程序 36
    5.5.2  显示子程序和蜂鸣报警子程序 40
    心得42
    致谢 43
    参考文献 44
     
    参考文献
    1、刘凤然.基于单片机的超声波测距系统.传感器世界.2001,5:29-32
    2、葛健强.基于CPLD的超声波测距仪研制. 无锡商业职业技术学院学报.2004,4(3):8-10
    3、何希才,薛永毅.传感器及其应用实例.机械工业出版社,2004:138-152
    4、胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社,2004:27-46
    5、吴斌方,刘民,熊海斌.超声波测距传感器的研制.湖北工学院学报.2004,19(6):26-28
    6、谭洪涛,张学平.单片机设计测距仪原理及其简单应用.现代电子技术.2004,18:94-96
    7、赵占林,刘洪梅.超声波测距系统误差分析及修正.科技情报开发与经济.2002,12(6):144-145
    8、李丽霞.单片机在超声波测距中的应用.电子技术,2002 年第 6 期
    9、荀殿栋.数字电路设计实用手册.北京:电子工业出版社, 2003 年
    10、戴曰章.基于AT89C51单片机的超声波测距系统.电气时代,2005年第7期
    11、李茂山.超声波测距原理及实践技术.实用测试技术,1994年第1期            
    12、黄建兵.超声波精确测距的研究.南京理工大学硕士学位论文 20
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