超声波测距系统设计

摘要

在距离测量方面，现代科技发展出各种技术。使用超声波是近现代发展的新兴技术。能对超声波产生干扰的条件较少，比如光照和磁场都不会对超声波传播造成干扰。另外在速度方面，超声波也有独特的优势，它可以以声速传播，结构构成简单，成本也较为低廉，便于检测与计算，在各个方面都有其不可代替的应用，例如汽车倒车、机器人躲避障碍物、参数的测量等。

本设计的关键在于STM32单片机，核心是声波反射原理。使用单片机与超声波传感器相结合完成超声波测距系统。本文分析了超声波测距的工作原理和长处，借助了声波速度快的特点。本设计将硬件和软件完整统一到一体，其中，硬件模块分为超声波发射和接收电路、电源电路、数码管显示电路以及按键电路和报警电路;软件模块分为主程序即超声波发射接收程序和距离计算程序、数据显示子程序、报警子程序、按键子程序。本设计具有模块化、多用化、结构简单、原理清晰等特点，便于实际应用和功能开发。

关键词：单片机；防撞报警；超声波；测距

摘要I

Abstract II

前言1

1绪论2

1.1研究背景与意义2

1.2研究现状与发展趋势2

1.3主要研究内容4

1.4本章小结4

2超声波测距的理论基础5

2.1超声波的类型5

2.2介质的超声波传播特征5

2.2.1声速5

2.2.2声衰减5

2.3超声波测距原理6

2.4本章小结7

3基于单片机的超声波测距系统设计8

3.1超声波测距系统总体设计8

3.1.1设计原则8

3.1.2总体设计思路与功能概述8

3.2超声波测距系统硬件设计9

3.2.1单片机选型与核心电路设计9

3.2.2无线收发芯片模块12

3.2.3超声波收发模块13

3.2.4声光报警模块14

3.2.5显示模块15

3.2.6温度模块16

3.3软件设计17

3.3.1主程序17

3.3.2温度采集程序设计20

3.4本章小结22

4超声波测距理论性能及实际性能测试23

4.1理论性能实验23

4.1.1实验目的23

4.1.2测量结果24

4.2室外测试26

4.3本章小结27

结论28

参考文献29

致谢31