【摘要】：基于傳統(tǒng)的方法在很多特殊場合：如帶腐蝕的液體，強電磁干擾，有毒等惡劣條件下，測量距離存在不可克服的缺陷，超聲波測距能很好的解決此類的問題。本論文主要對單片機超聲波測距系統(tǒng)的原理，單片機的應(yīng)用等進行了分析；對超聲波的發(fā)生電路和接收電路，DS18B20溫度采集電路，LCD顯示電路，硬件制作和軟件設(shè)計；對系統(tǒng)進行誤差分析。
【關(guān)鍵詞】：超聲波測距，單片機，DS18B20溫度補償，LCD顯示，軟件設(shè)計，誤差分析。

Abstract: In many special occasions, traditional methods based on the existence of insurmountable distance measuring defects, such as the measurement of corrosion in the liquid with strong electromagnetic interference, toxic and other adverse conditions, the ultrasonic range can be a very good solution to the problem of such . In this paper, focused on single-chip microcomputer-based ultrasonic ranging system, namely the principle of ultrasonic distance measurement, the occurrence of ultrasonic circuit, echo receiver, data acquisition, LCD data show the principle of single-chip applications, system hardware, DS18B20 the temperature compensation ，software design and production were discussed.
Key words: ultrasonic ranging, single-chip, DS18B20 the temperature compensation, LCD display, software design, error analysis.








目錄

第一章 引言…………………………….……………………....................... 5
1.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)概述…………….………………….........................5
1.2 超聲波測距系統(tǒng)概述…………….…………………..........….......... 6
1.3 本設(shè)計任務(wù)主要內(nèi)容…………….…………………..........….......... 6
第二章 超聲波測距的原理…………………….……………........…........... 7
2.1 超聲波的基本理論…………………….…………….........…........... 7
2.2 超聲波測距系統(tǒng)原理…………………………………....................10
第三章 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計……………………………………......……….12
3.1 方案論證與比較………………………………………....................12
3.2 單片機主機系統(tǒng)電路…………………………………....................15
3.2.1 單片機電路…………………………………….........................15
3.2.2 復(fù)位電路………………………………..............……………...16
3.2.3 時鐘電路…………………………………..............…………...16
3.2.4 按鍵電路…………………………………..............…………...17
3.2.5 蜂鳴器電路…………………………………..............…….......17
3.3 超聲波發(fā)送電路…………………………………..........……...…...18
3.4 超聲波接收電路……………………………………..........………..18
3.5 溫度采集DS18B20電路…………………………..........………....20
3.6 LCD顯示電路……………………………………...........……......20
3.7 電源電路……………………………………..…..........…………....22
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計………………………………....………………...…25
4.1 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)…………………………………....……………...….25
4.2 系統(tǒng)主程序……………………………………....……………...….25
4.3 40KHz超聲波發(fā)送程序………………………..……………..….29
4.4 超聲波的接收和處理………………………………….....……...…30
4.5 DS18B20溫度采集程序………………..........................................30
4.6 距離計算程序……………………………………….....………..….35
4.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序………………………………………….....……...…36
4.8 LCD顯示程序…………………………………………...…….…..37
4.9 基于Proteus的軟件仿真……………………………..…….............42
第五章 PCB設(shè)計…………………………………………........……….....44
5.1 元件選擇……………………………………………….....………...44
5.2 Altium designer原理圖的繪制…………………..………….….....45
5.3 元件封裝制作…………………………………….....…………...…45
5.4 PCB的電磁兼容性設(shè)計……………………………..……………46
5.5 布局布線………………………………………………......………..48
5.6 制造文件輸出……………………………………….…......…….....51
第六章 元件采購……………………………………………......…….........52
6.1 BOM文件導(dǎo)出……………………………………....……….…...52
6.2 元件采購……………………………………………......…...……...53
第七章 樣機制作……………………………………………......……….....54
7.1 裝配圖……………………………………………….....…………...54
7.2 焊接和檢查……………………………………………......……...….55
7.3 樣機圖…………………………………………………......……...….56
7.4 單片機學(xué)習(xí)板的使用..........................................................................56
第八章 實驗分析……………………………………………..…………….57
8.1 實驗測試………………………………………………...........……...57
8.2 實驗數(shù)據(jù)………………………………………………........…..........58
8.3 誤差分析………………………………………………........…..........58
8.4 改進……………………………………………..