超声波车距报警器——程序设计

超声波车距报警器——程序设计

作者：00000000 李XX 指导老师：刘XX 高级讲师

1 前言

1.1概述

超声波是指超过人的听觉范围以上(16KHZ)的声波。近二、三十年,特别是近十年来，由于电子技术及压电陶瓷材料的发展，使超声检测技术得到了迅速的发展。超声技术是一门以物理、电子、机械、及材料学为基础的通用技术之一。超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。超声检测技术是利用超声波在媒质中的传播特性（声速、衰减、反射、声阻抗等）来实现对非声学量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、温度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等）的测定。它的基本原理是基于超声波在介质中传播时遇到不同的界面，将产生反射，折射，绕射，衰减等现象，从而使传播的声时，振幅，波形，频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。与传统超声技术完全不同，新的超声技术具有以下特点：在不破坏媒质特性的情况下实现非接触性测量，环境适应能力强，可实现在线测量。

1.2超声波测距特性

1.2.1 超声波用于距离测量的优势

由于超声波频率较高，沿直线传播，绕射小，穿透力强，指向性强，传输过程中衰减少，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，遇到杂质或分界面时会产生反射波，因而超声波经常用于距离的测量。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播，它的应用就是按照这两个特点展开的。

超声波与一般声波比较，它的振动频率高，而且波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅相同的一般声波，并且具有很高的穿透能力。超声波在均匀介质中按直线方向传播，但到达界面或者遇到另一种介质时，也像光波一样产生反射和折射，并且服从几

何光学的反射、折射定律。超声波在反射、折射过程中，其能量及波型都将发生变化。理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。

1.2.2 超声波测距仪

一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。例如，液面测量就是一种距离测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲检测液面，电极长期浸泡于水中或其它液体中，极易被腐蚀电解，失去灵敏性利用超声波测量距离可以解决这些问题，因此超声波测量技术在工业控制勘测，机器人定位和安全防范等领域得到了广泛应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。

超声波测距仪广泛应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如联合收获机割台割幅、液位、井深、管道长度等的实时测量场合，也可用于使移动机器人能自动避障行走。要求测量范围在0.10～6.00 m，测量精度1mm，测量时与被测物体无自接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。

1.3设计要求

1.3.1 内容及任务

熟悉掌握单片机与传感器的相关知识。具备基本的模块电路设计能力，例如：温度检测电路，超声波发射及控制电路，超声波接受及信号处理电路，显示电路，以及RS—232通信接口等等。具备宏观设计硬件能力,利用所掌握的语言(汇编或C语言)实现软件设计，要求硬件布局合理,软件设计精练。

１.熟悉单片机与传感器相关知识

２.设计出相关电路模块的硬件

３.超声波测距仪的软件设计

1.3.2 拟达到的要求或技术指标

（1）测量距离范围要求为<6M

（2）精度要求优于1%

（3）进行温度补偿

（4）显示方式为数码管显示

（5）具有RS-232通信功能，便于扩展

2 总体设计

2.1方案的选择

2.1.1传感器的选择

●方案一

磁致式传感器：按结构方式不同，磁致式传感器可分为动圈式和磁阻式。磁致式超声波传感器主要由铁磁材料和线圈组成。超声波的发射原理是:把铁磁材料置于交变磁场中，产生机械振动，发射出超声波。其接收原理是:当超声波作用在磁致材料上时，使磁致材料振动，引起内部磁场变化，根据电磁感应原理，使线圈产生相应的感应电势输出。

但由于受外界温度、压力、电磁场的影响及自身结构的限制，在实际操作中产生了各种误差。

●方案二

压电式传感器：压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，目前广泛使用的压电材料有石英和磷酸二氢胺等，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为“压电效应”。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端，并且使用树脂进行覆盖。工作频率就是压电芯片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和芯片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。误差产生小。综合上面所叙，系统的设计中选择用压电式超声波传感器。

2.1.2单片机的选择

单片机是微电子技术与计算机技术的结晶，单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价

比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。单片机现在成为集成电路大家族的重要成员。单片机技术正日臻完善，国内外的单片机热更是经久不衰。单片机不仅用于智能仪器，电器设备，数据采集，自动控制及国防工业等技术领域，而且进入亿万家庭。目前，单片机正朝着兼容性，单片系统化，多功能和低功耗的方向发展。

51系列单片机引脚与封装如图2.1所示。

图2.1 51系列单片机封装图

5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的I／O端：IP0，P1，P2，P3，一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(E~PROM)，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。

5l系列单片机提供以下功能：4 kB存储器；256 BRAM；32条I／O 线；2个16b定时／计数器；5个2级中断源；1个全双向的串行口以及时钟电路。空闲方式：CPU停止工作，而让RAM、定时／计数器、串行口和中断系统继续工作。掉电方式：保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其它功能直到下一次硬件复位。

5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分

利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。所以，单片机选用AT89C51。

2.2 超声波测距的原理

超声波检测通过超声量的测量来进行，其中声速超声量在工业的超声波测量中应用较广。在声速C已测知的媒介中，利用声波传播距离L 和传播时间t的关系式L=Ct,就可测得距离。这是超声波测量位移的基本关系式。

实际中，测量位移采用的是脉冲回波法，先激励超声波探头发射超声波，超声波遇到被测物后反射回来即所说的回波，于是探头接收回波，记录下从超声波发射到接收的时间t，由于从发射到接收，超声波所走路程为超声波探头到被测物表面位移的两倍，因此，可以计算出超声波探头到被测物的位移L=Ct/2。C为声速。可以看出，测量位移的关键是要准确的测量处出时间T。在超声波发射器两端输入10个40KHz脉冲串，脉冲电信号经过超声波内部振子，振荡出机械波，通过空气，介质，传播到被测面，由被测面反射，被超声波接受器接收。在超声波接收器两端信号是毫伏级别的正弦波信号，超声波经气体介质转播到接收器的时间，即往返时间，往返时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。而所测距离为声波传输距离的一半，其关系式如公式2.1所示：

L=1/2 Ct （2.1）式中：

L为待测距离;

C为超声波的声速;

t为往返时间。

采用微处理器脉冲计数的方法，可以精确的测出t的值。假设微处理器的机器周期为T，则t=N×T，则探测距离如公式2.2所示：

L=1/2Ct=1/2CNT （2.2）

2.3总体设计框图

超声波测距系统由超声波发射，回波信号接收，计时测量，数据处理与智能算法，显示报警等功能模块构成。单片机采用89C51，微处理器控制发出超声波信号，经功率放大推动超声波发射器发射出去。超声波接收器将接收到的反射超声波送到放大器进行放大，然后用锁相环电路进行检

波，总设计框图如下：

图2.2 超声波测距系统原理框图

整个系统由微处理器控制，超声波信号在空气中传播至障碍物后发生反射，反射的回波经空气传播给超声波接收换能器并转换成电信号，经滤波，放大，整形后，输入到微处理器的外部中断INTO处产生中断，计数器停止计数，此时计数器记得的脉冲数N，即为对应的需要测量时间，由N可通过公式求出间距L。

L=1/2Ct=1/2CNT （2.3）由于串行通信方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。所以，在本系统的设计中加入了RS232接口。RS-232接口是目前最常用的一种串行通信接口。它采用全双工工作方式，一条发射，一条接收，一条地线。允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备，但由于通信距离受驱动器允许的电容负载限制，而且存在共地噪声和不能抑制的共模干扰问题，所以一般用于小于15M的通信距离。在本系统中正好适用。RS-232用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。许多工业现场控制系统中一般都采用该总线标准进行数据传输。在数据输入后，通过转换可以输出多种数据。

3 软体设计

3.1显示子程序

根据系统要求，显示部分要有4个LED指示灯。从P0口输出段码，段码用74LS64驱动。本电路的显示方式属于动态方式，在这种动态显示方式中，共享一个74LS64驱动器，实现动态显示的目的。程序和流程图如下：

图3.1 显示子程序

SHOWLED:MOV R0,4FH ;指向当前要显示的信息的地址MOV R2,#10H

LEDLOOP:MOV A,@R0

ACALL CHANGE

MOV R4,A ;要显示的数字保存到R4

MOV A,4FH

CJNE A,#48H,SHOWNUM

SHOW INFORMATION ;显示信息时，不合成小数点AJMP NOTDOP

SHOWNUM:CJNE R2,#00100000B,NOTDOP

MOV A,R4

ANL A,#07FH

MOV R4,A

NOTDOP:MOV A,R4

MOV LEDCHOICEPORT,R2

MOV LEDDATAPORT,A

MOV A,R2

RL A

MOV R2,A

INC R0

ACALL DELAY

CJNE R2,#01H,LEDLOOP

MOV LEDCHOICEPORT,#00H ;关闭所有的LED

RET

END SHOWLED

DELAY: ;延时子程序

MOV R6,#38

DELAYLOOP:

MOV P3,#0FFH

MOV A,P3

CJNE A,#0FFH,DELAYRET

DJNZ R6,DELAYLOOP

DELAYRET: ；是否接收下个回波RET

END DELAY

3.2外部中断子程序

MEASURELEN: ;参数R0:#0FFH,测量出错; #0FH

JNB CANCEL,CANMEASURELEN 有效测量信息CLR CANCEL

RET

CANMEASURELEN:

MOV 1EH,#00H ;清标志位

CALL SETTIME

LOOP1:CJNE R0,#0FFH,NOTFLOW

;溢出处理,使LED显示ERRO

CALL SHOWERRO

RET

NOTFLOW:CJNE R0,#0FH,LOOP1 ;还未接受到INT1的有效终止信号

SJMP L ;反馈信号正常

MOV A,TL1

MOV B,#HALFSPEED

MUL AB

MOV R7,A

MOV R6,B

MOV A,TH1

MOV B,#HALFSPEED

MUL AB

ADD A,R6

MOV R6,A

MOV A,B

ADDC A,#00H

MOV R5,A

MOV R4,#00H

MOV 1EH,#02H

CALL CUTFIGURE

MOV P3,#0FFH

RET

END MEASURELEN

图3.2外部中断流程

3.3测量距离子程序

测量距离有效时:返回一个浮点形的四位数字。测量距离溢出时:返回出错信息ERRO。R3存放要显示的信息的地址,并保存当前的结果。MEASURELEN: ;参数R0:#0FFH,测量出错; #0FH有效测量信息JNB CANCEL,CANMEASURELEN

CLR CANCEL

RET

CANMEASURELEN:

MOV 1EH,#00H ;清标志位

CALL SETTIME

LOOP1:CJNE R0,#0FFH,NOTFLOW ;溢出处理,使LED显示ERRO

CALL SHOWERRO

RET

NOTFLOW:CJNE R0,#0FH,LOOP1 ;还未接受到INT1的有效终号SJMP L ;反馈信号正常

MOV A,TL1

MOV B,#HALFSPEED

MUL AB

MOV R7,A

MOV R6,B

MOV A,TH1

MOV B,#HALFSPEED

MUL AB

ADD A,R6

MOV R6,A

MOV A,B

ADDC A,#00H

MOV R5,A

MOV R4,#00H

MOV 1EH,#02H

CALL CUTFIGURE

MOV P3,#0FFH

RET

END MEASURELEN

图3.3 距离测量流程图

3.4定时中断子程序

定时中断子程序由P1.0口发射1个脉冲，驱动超声波传感器发射超声波，并关外部中断，计数器T0、T1同时开始计时；为防止虚假回波的干扰，在延时一段时间后，开中断，此时判断计数器T1有否溢出中断，单片机根据不同的时间，以查表的方式设置自动增益控制电路的增益；当有外部中断信号时，单片机就停止T0的计时，计算出渡越时间t并存储到E2PROM中。

图3.4 定时中断流程图

SETTIME: ;设置T0,T1子程序,并启用

MOV TMOD,#12H ;T0模式2,T1模式1

MOV TH0,#0F4H

MOV TL0,#0FFH

MOV TH1,#00H

MOV TL1,#00H

MOV R0,#00H ;测量时间标志位清零,Ready状态

MOV R1,#01FH ;设置发送脉冲的个数

MOV IE,#10001110B ;开CPU中断,#10000010B;

MOV TCON,#01010100B ;启用T0,T1

RET

END SETTIME

IT0P: ;T0中断服务程序,脉冲电平变反CJNE R1,#00H,TWAVE

RETI

TWAVE:DEC R1

CPL WAVEPORT

RETI

END IT0P

IT1P: ;T1中断服务程序,测量距离溢出MOV A,1EH

CJNE A,#03H,NOTFORMSECOND

MOV 1EH,#03H ;标志参数

INC 1FH ;FORM SECOND MODE

^T=10 000uS TH1=0D8H TL1=0F0H

MOV TH1,#0D8H

MOV TL1,#0F8H

RETI

NOTFORMSECOND:CLR EA ;关闭CPU中断请求MOV TCON,#00H ;关闭T0,T1

MOV R0,#0FFH ;设置测量时间标志字符为溢出状态

RETI

END IT1P

3.5总程序及其流程图

软件采用模块化设计，程序由主程序，预置子程序,发射子程序,接收子程序,显示子程序等模块组成，调试过程中对其中每个功能模块和子程序逐一调试，在每个子程序都完成其指定功能后，再进行综合调试。

根据微处器的I/O接口发出脉冲信号驱动超声波发射器发出信号，与此同时计数器开始计数，当遇障碍物反馈信号到超声波接收器接收，经放大，滤波后产生一个低脉冲，其信号传送给INTO产生中断，调用测距子程序，计算出测量距离，调用显示子程序，根据不同的测量数值在LED 上显示距离和报警。

软件设计的主要思路是将预置、发射、接收、显示、声音报警等功能编成独立的模块，在主程序中采用键控循环的方式，当按下控制键后，在一定周期内，依次执行各个模块，调用预置子程序、发射子程序、查询接收子程序、定时子程序，并把测量的结果进行分析处理，根据处理结果决定显示程序的内容以及是否调用声音报警程序。当测得距离小于预置距离时，声音报警程序被调用。流程图如下所示：

图3.5主程序流程图

4 总结

4.1设计系统的实用性与价值性

利用51系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观。经实际测试证明，该类测距仪工作稳定，能满足一般近距离测距的要求，且成本较低、有良好的性价比。它不但在工业控制勘测和安全防范等领域得到了广泛应用，而且应用于建筑施工工地以及一些联合收获机割台割幅、液位、井深、管道长度等的实时测量场合。最普遍的用法是移动机器人能自动避障行走和汽车倒车技术。机器人在运动之前都应进行障碍物检测,合理的避障算法对于成功的导航而言显得尤为重要。它也是一套汽车拐弯、泊位、倒车的安全辅助装置，它会帮助分析和运算障碍物的方位和距离及安全状态，从而提高运输效率，障交通安全，缓解交通堵塞，改善城市环境等方面的卓越效能。

中国科学技术的飞速发展使人类进入信息社会，超声波作为信息载体的研究和应用取得了巨大的成就。其技术已广泛应用于国民经济的各个领域：电子、航空、航天、造船、机械、冶金、轻工业、交通、能源、地质勘探、无损探伤、无损检测、通讯、医学、化学、生物、食品、环保等行业，并日益受到各行业的步高度认识和重视，在超声波市场年增长率始终保持在两位数的高速增长势头，中国已并形成许多蕴藏巨大发展潜力的超声波产业市场。超声波将有着广泛的发展前景。

4.2设计系统的不足和改进方法

系统中超声波的发射时间由单片机测取，按键输入开始扫描命令时，超声波发射器开始发射一次超声波群，同时开始计时，当超声波接收器接受到经反射得到的回波时，单片机产生一次中断，中断中停止计时得到所需时间数据，计算得到障碍物的距离，显示并发往PC机。然后开始下一次测量。此系统中断服务比较多，且由于12M晶振的51系列单片机产生40K的方波信号有很大误差，将使超声波发射接收装置的灵敏度降低。

针对误差大灵敏度低等问题，可以用CPLD产生超声波发射器所需的脉冲群机所需的驱动信号，单片机控制装置的开始和结束以及每一次测量的起停。每次测量由单片机计时然后计算处理、显示、传送。把发射驱动信号与接收测量信号分别用CPLD和单片机控制，可以提高精度，保证可靠性。

另外由于该系统中锁相环锁定需要一定时间，测得的距离有误差，在汽车雷达应用中此误差为3C111可忽略不计；但在精度要求较高的工业领域如机器人自动测距等方面，此误差不能忽略，只有通过改变--些硬件的应用实现对超声波的快速锁定，使误差进一步减小到0．31llnl，可以满足更高要求。

由于本人思考的不全面性，本次设计存在或多或少的问题与不足。还请各位老师提出宝贵的意见，在以后的进程中会加以改进，尽量达到完善。

※※※※※

致谢

经过老师、同学的帮助和自己的努力，我终于完成了本次设计稿。在此首先感谢我的指导老师，无论是在选题、准备材料，还是在论文设计过程中，老师都给予我极大的支持和耐心的指导。本设计是对我大学四年所学知识的全面总结，是我第一次综合运用所学习的专业知识来独立完成论文设计。在设计过程中，老师始终给予我无私的帮助和指导，给我以完成设计的信心。老师高度的专业知识、丰富的实践经验、严谨的治学态度、热忱的处人处事方式，深深地感染着我，使我受益非浅，在此我深表感谢！

深深感谢老师对我的指导和帮助，感谢所有教授过我课程的老师，感谢所有给予我帮助的老师和同学们！

深深感谢给予我无私和热情关怀的各位良师益友,我会永远记得并庆幸,在即将成为我的过去的大学生活里有你们的存在,因为你们而使我的大学生活变得圆满,谢谢你们!

参考文献

[1]沙占友．集成化智能传感器原理与应用[M]．北京：电子工业出版社，2004．

[2]吴研．超声波倒车雷达系统设计 [J]．北京：北京理工大学，2005．

[3] 肖景和，赵健．红外线热释电与超声波遥控电路[M]．北京：人民邮电出版社，2003．

[4]史谚宾．基于AT89C2051的超声波测距仪设计[J]．北京：航空航天出版社，2006

[5]路锦正,王建勤.超声波测距仪的设计[M]．成都：成都理工大学，1999．

[6] 基于单片机智能系统的设计与实现[M]．北京：人民邮电出版社，2005．

[7]赖寿宏．微型计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[8]王兆安，黄俊．电力电子技术[M]．北京：机械工业出版社，2003．

[9]邱关源．电路[M]．北京：高等教育出版社，1999．

[10] 尤一鸣.单片机总线扩展技术第一版[M].北京:北京航空航天大学出版社，1993

[11] 李鸿.单片机原理用应用[M].长沙:湖南大学,2004.

附录A 软件编程

超声波测量距离，时间单片机汇编程序;

功能:测量距离,测量时间,记忆最近测量的正确的六组数据

晶振频率:12MHz

显示模块:4位7段共阳极LED数码管

LEDDATAPORT EQU P0

LEDCHOICEPORT EQU P2

KEYMODE EQU 00000001B ;P3.0

KEYFUNCTION EQU 00000010B ;P3.1

KEYUP QU 00010000B ;P3.4

KEYDOWN EQU 00100000B ;P3.5

KEYPORT EQU P3

CHECKNUM EQU 17H

CANCEL EQU 00H ;BIT

HALFSPEED EQU 170 ; 340/2

WAVEPORT EQU P1.0 ;信号脉冲输出端口

DELAYMIN EQU 00H ;盲区时间延迟下限

DELAYMAX EQU 01H ;盲区时间延迟上限ORG 0000h ;设置中断向量表RESET: AJMP MAIN

ORG 000BH

JMP IT0P ;T0中断请求服务程序

ORG 0013H

JMP INT1P ;INT1外部中断请求服务程序ORG 001BH

JMP IT1P ;T1中断请求服务程序

ORG 0030H

MAIN: 初始化Ram

门锁防盗报警器课程设计

南华大学电气工程学院 《电子技术课程设计》 设计题目：门锁防盗报警器 专业：本11通信01班 学生姓名: 蒋顺学号: 20114400136 起迄日期: 2013年12月9日~2013年12月20日 指导教师:王彦 教研室主任：王彦

《电子技术课程设计》任务书 1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 一、课程设计内容 题目：门锁防盗报警器 要求：电源电压DC3~12V，利用金属片作为检测传感器，利用语音芯片完成声音报警。 注：①可以采用金属片自制检测传感器，语音芯片和CD4011等制作。 二、课程设计要求 1.综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识，阅读相关集成电路芯片资料和相关文献，了解电 子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。 2.一人一题，所设计的电路必须制作成功，并且全部或者部分通过计算机仿真。课程设计必须自己 独立完成，不得从网上下载，一经发现该课程成绩记零分。 3.课程设计设计说明书（报告）应包括有： ①电路工作原理分析 ②电路元器件参数设计计算 ③电路调试说明 ④电原理图和PCB图（必须自己画） ⑤元器件装配图（必须自己画） ⑥元器件清单 ⑦自己的收获和体会 ⑧要求字数不得少于3500字 ⑨要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel等软件绘制电原理图（SCH）、元器件布局图 和印制电路板(PCB)。 4.所有的文档和表格必须采用Word形式。 5.同类型的设计题可以组成一个设计组，组员之间可以开展研究与讨论。雷同者均计0分。 6.阅读有关芯片英文参考资料，理解资料内容。 7.英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图（不包括电原理图和PCB图）可以直接采 用（pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下。 8.英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。 9.设计资料中的有关的公式可以直接采用。 10.课程设计结束，需要交制作的作品、文字稿和电子稿，采用Word文档形式。 11.成绩评定： ①按ABCDE分档，其中：优秀为A，良好为B，中等为C，及格为D，不及格为E。 ②课程设计设计说明书占60%，实物制作占40%。

超声波测距课程设计样本

目录 前言 1课题设计目及意义----------------------------------------------- 1 1.1设计目----------------------------------------------------- 1 1.2设计意义----------------------------------------------------- 1 1.3课题设计任务和规定------------------------------------------- 1 正文 1 课程方案设计------------------------------------------------- 2 1.1系统整体方案--------------------------------------------------- 2 1.2系统整体方案论证-------------------------------------------- 2 2系统硬件构造设计------------------------------------- 2 2.1 51系列单片机功能特点及测距原理------------------------------ 3 2.1.1 51系列单片机功能特点------------------------------------- 3 2.1.2 单片机实现测距原理 ----------------------------------------- 3 2.2 超声波电路构造------------------------------------------------ 4 2.3 超声波测距系统硬件电路设计---------------------------------- 4 2.4 PCB版图设计---------------------------------------------------- 5 3 系统软件设计----------------------------------------- 6 3.1 超声波测距仪算法设计---------------------------------------- 7 3.2 主程序流程图--------------------------------------------------- 7 3.3单片机某些C语言程序-------------------------------------------- 8 3.4超声波测距某些C语言程序-------------------------------------- 11

超声波车距报警器——程序设计

超声波车距报警器——程序设计 作者：00000000 李XX 指导老师：刘XX 高级讲师 1 前言 1.1概述 超声波是指超过人的听觉范围以上(16KHZ)的声波。近二、三十年,特别是近十年来，由于电子技术及压电陶瓷材料的发展，使超声检测技术得到了迅速的发展。超声技术是一门以物理、电子、机械、及材料学为基础的通用技术之一。超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。超声检测技术是利用超声波在媒质中的传播特性（声速、衰减、反射、声阻抗等）来实现对非声学量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、温度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等）的测定。它的基本原理是基于超声波在介质中传播时遇到不同的界面，将产生反射，折射，绕射，衰减等现象，从而使传播的声时，振幅，波形，频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。与传统超声技术完全不同，新的超声技术具有以下特点：在不破坏媒质特性的情况下实现非接触性测量，环境适应能力强，可实现在线测量。 1.2超声波测距特性 1.2.1 超声波用于距离测量的优势 由于超声波频率较高，沿直线传播，绕射小，穿透力强，指向性强，传输过程中衰减少，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，遇到杂质或分界面时会产生反射波，因而超声波经常用于距离的测量。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播，它的应用就是按照这两个特点展开的。 超声波与一般声波比较，它的振动频率高，而且波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅相同的一般声波，并且具有很高的穿透能力。超声波在均匀介质中按直线方向传播，但到达界面或者遇到另一种介质时，也像光波一样产生反射和折射，并且服从几

火灾自动报警系统课程设计

目录 目录 (1) 摘要 (3) 1引言 (1) 2火灾自动报警系统概述 (2) 3建筑概况 (3) 3.1建筑物概况 (3) 3.2系统保护对象分级 (3) 3.3报警区域和探测区域的划分 (4) 4火灾自动报警系统设计 (6) 4.1火灾自动报警系统基本形式选择 (6) 4.2火灾报警控制器的确定 (6) 4.3火灾探测器的确定及布置 (7) 4.4火灾自动报警系统的线制 (8) 4.5火灾自动报警系统的配套设备 (10) 4.5.1手动报警按钮 (10) 4.5.2火灾事故广播 (10) 4.5.3消防专用电话设置 (11) 4.5.4火灾自动报警系统常用模块 (11) 4.6消防联动系统 (12) 4.7供电与接地 (12)

5主要设备清单 (14) 6总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

摘要 火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控火和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。为建筑物的安全提供了有力的保证。 本文对沈阳市某酒店进行了火灾自动报警系统设计。首先介绍了建筑概况，划分防火分区，根据规范进行了系统保护对象分级，划分了报警区域和探测区域，然后选择了火灾自动报警系统基本形式，确定了火灾报警控制器的型号，通过计算与校验，合理的布置了火灾探测器，确定了火灾自动报警系统的线制，进行了火灾自动报警系统的配套设备的选择，然后介绍了消防联动系统，确定了系统供电与接地装置，最后绘制了火灾自动报警系统平面图。 关键词：探测器；探测区域；火灾探测器；火灾报警控制器

红外线防盗报警器课程设计报告

红外线防盗报警器课程设计报告 北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 设计课题:红外线防盗报警器设计 专业班级: B10231 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 2012年6月25日 北华航天工业学院电子工程系 红外线防盗报警器课程设计任务书姓名: 专业: 通信工程班级: B10231 指导教师: 职称: 课程设计题目: 红外线防盗报警器 已知技术参数和设计要求: , 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声， 适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 , 要求: , 1、灵敏、可靠、一经触发，即刻报警 , 2、对产品材料精益求精，延长使用寿命 , 3、根据实际应用环境，自己选择传感器，确定红外检测范围。所需仪器设备: 直流供电电源，信号发生器，双踪示波器，数字电压表，计算机等 成果验收形式: 面包板插接+实物演示+答辩

参考文献: 《电子技术基础模拟部分》(高教康华光) 《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪) 第17周: 周1---周2 :立题、论证方案设计～选择元器件安装调试 周4---周5 :插面包板调试电路时间 第18周: 安排 周1---周3 :焊接制成电路～完成设计 周4---周5 :验收答辩 指导教师: 张洁教研室主任: 崔瑞雪 2012年6 月 14 日 内容摘要 红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品，且市场较为成熟。由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且其抗干扰能力强。红外线传感器分主动式与被动式两种，主动式设计方案简单，但成本较高，从成本考虑，本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理，给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线传感器应用于报警系统中，从而能够实现防盗报警能。 该报警器能探测人体发出的红外线，由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。 关键词被动式红外报警器;热释电传感器;菲涅尔透镜;防盗报警器 目录

超声波测距器课程设计

《微机原理及应用》课程设计 超声波测距器的设计 学生姓名郝强 学号20110611113 学院名称机电工程学院 专业名称机械电子工程 指导教师王前 2013年12月27日

摘要 随着科学技术的快速发展，超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。 关键词：超声波；传感器；测量距离；控制

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1.设计目的 (4) 2.总体方案 (4) 3.硬件设计 (5) 3.1 超声波测距器硬件电路设计 (5) 3.2.1单片机芯片的选择 (6) 3.2.2AT89C51定时计数应用电路 (6) 3.3超声波发射电路设计 (6) 3.3.1选择超声波发生器类型 (6) 3.3.2 超声波发射电路设计 (7) 3.4超声波接收电路设计 (8) 3.5超声波显示电路设计 (9) 4.软件设计 (9) 4.1波测距器的算法设计 (10) 4.2系统的主控制程序设计 (11) 4.3发生子程序设计 (12) 4.4接收中断程序设计 (13) 4.5显示程序设计 (14) 4.6距离计算程序 (15) 5.结论 (17) 参考文献 (18)

基于超声波汽车倒车雷达预警系统设计

万方数据

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基于超声波汽车倒车雷达预警系统设计 作者：高月华， GAO Yuehua 作者单位：重庆科技学院机械与动力工程学院,重庆,400042 刊名： 压电与声光 英文刊名：PIEZOELECTRICS & ACOUSTOOPTICS 年，卷(期)：2011,33(3) 被引用次数：2次 参考文献(5条) 1.吴琼;封维忠;马文杰汽车倒车雷达系统的设计与实现[期刊论文]-现代电子技术 2009(09) 2.王红云基于超声波测距的倒车雷达系统设计[期刊论文]-国外电子元器件 2008(8) 3.王守华基于温度补偿的超声波倒车测距仪的研制[期刊论文]-今日电子 2009(9) 4.朱维杰;于湘珍基于超声波测距的自适应倒车雷达设计[期刊论文]-汽车电器 2009(4) 5.鲁思慧基于微控制器超声波技术的倒车障碍检测系统 2008(08) 本文读者也读过(7条) 1.孙会楠基于单片机的倒车雷达研究[期刊论文]-科技创新导报2011(15) 2.陈学永具有语音提示和数码距离显示的超声波倒车雷达设计[会议论文]-2007 3.常雨芳.黄文聪.Chang Yufang.Huang Wencong基于超声测距的可视倒车雷达预警系统设计[期刊论文]-软件导刊2010,09(12) 4.滕志军基于超声波检测的倒车雷达设计[期刊论文]-今日电子2006(9) 5.张海鹰.高艳丽.张树团.ZHANG Hai-ying.GAO Yan-li.ZHANG Shu-tuan高精度超声倒车雷达的设计[期刊论文]-电子设计工程2011,19(9) 6.周超.ZHOU Chao具有声光提示双功能的倒车防撞系统设计[期刊论文]-传感器与微系统2011,30(5) 7.滕志军.陈莉.张宇帅.Teng Zhijun.Chen Li.Zhang Yushuai一种语音同步提示的倒车雷达的设计[期刊论文]-电子科技2007(11) 引证文献(3条) 1.苏延霞.杨胜兵基于超声测距的智能泊车系统仿真设计[期刊论文]-湖北汽车工业学院学报 2011(4) 2.孙敏.卢浩.赵伟.蒋碧珠.李晶.曹毓涵超声防撞技术的专利状况分析[期刊论文]-电声技术 2012(z1) 3.莫品光.刘艳红基于超声波的倒车防撞报警系统设计[期刊论文]-传感器世界 2012(6) 本文链接：https://www.docsj.com/doc/1810668359.html,/Periodical_ydysg201103025.aspx

传感器课程设计--汽车倒车防撞雷达系统设计

汽车倒车防撞雷达系统设计 摘要：本文在查阅分析了现有的几种不同测距原理后，确定了使用超声波测距，并对基于超声波测距的倒车雷达报警系统的设计进行了深入分析和研究。该系统分为系统控制模块、超声波发射模块、超声波接受模块、温度采集模块和液晶显示及声光报警模块。在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的倒车雷达报警系统的测距实现原理，分析了以ATMEGA16单片机为主控单元的硬件系统和软件设计，并分别对每个模块进行了分析，使我们对该系统由较好的认识和理解。 关键词：倒车雷达超声波测距 1 概述 在现代社会中，随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题，这时汽车倒车防撞报警系统就成了汽车的好助手。 汽车倒车防撞报警系统是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了倒车的安全性。 本系统以ATMEGA16作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。系统硬件原理图如图1.1： 图1.1 倒车雷达报警系统框图

该系统整体设计思路如下： 警报系统装于汽车尾部，与汽车倒车闸相连，当汽车倒车时，该报警系统开始工作。 ATMEGA16单片机为主控模块，将各个子模块联系起来共同工作，当超声波模块发出脉冲信号时，主控模块内部计数器开始工作。超声波接收模块接到障碍物反射回来的声波后将信号传递给主控模块，主控模块内部的计数器计数停止，从而得到声波往返所用时间。 温度采集模块不断测试环境温度，并将此信息传递给主控模块。主控模块根据温度得出此时超声波速度，进而计算出此时汽车尾部与障碍物的距离。 主控模块距离信息传递给液晶显示模块和声光报警模块，使液晶显示屏显示当前车尾与障碍物的距离，同时控制声光报警模块，当距离小于设定值时发出声光警报，从而提醒司机注意，防止倒撞。 2 系统硬件电路设计 系统电路主要由三大部分组成：（1）超声波发射接收模块；（2）ATMEGA16单片机主控模块；（3）距离显示模块和声光报警模块。细分为六个小模块，各模块分析如下。2.1 主控和接口模块 主控和接口模块如图2.1所示。 Atmega16是基于AVRRISC结构的高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，加上片内32 个通用工作寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，运行速度比AT89C51高出10倍。 Atmega16的端口PC与JTAG接口相连。JTAG接口用于边界扫描，可以对片上16 KB 闪存Flash在线编程和调试，非常方便软件的升级，内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，如定时/计数器、实时时钟、快速PWM通道、A/D转换器、I2C 的串行接口、可编程的串行USART接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定时器以及片内的模拟比较器等，除传感器外几乎可以不需要其他任何元件即可构成系统，从而为本设计提供了灵活而低成本的解决方案。 Atmega16的管脚19和管脚16分别与超声波发射模块和超声波接收模块0

火警报警器课程设计

综述 “ 火灾”，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。火，给人类带来文明进步、光明和温暖。但是，失去控制的火，就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。 在我国，火灾危害之烈，损失之巨，不亚于地震和洪水的危害。近年来，我国城市火灾频频，深圳、广州、上海、长沙、石河子、吉林、浙江等地发生的特大火灾所造成的危害及后果，给人们留下了极其深刻的印象，火灾给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。 火灾自动报警系统能在火灾的初期，将燃烧产生的烟雾，热量和光辐射等物理量通过温度传感器和感光探测器转换成电信号传到火灾报警控制器并能迅速监测火情，通知人们及时疏散。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。 随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。

超声波防撞报警器的设计

基于超声波传感器在车辆防撞应用 【摘要】 企业生产车间运货的行车在固定的轨道上运行，如何在两辆行车相距较近时及时报警是本设计研究的主要内容。超声波防撞报警器利用超声波为收发媒介，在固定轨道上的两辆行车上各装有超声波发生和接收装置，当两车相距达到5m时，接收装置信号达到触发报警，提醒行车停车。 【关键词】 超声波传感器；振荡器；报警电路；比较电路

【引言】 随着电子技术的发展，在距离探测上出现了微波、雷达、激光等测距形式。由于技术难度大，成本较高，一般仅用于军事工业，而超声波测距则由于其技术难度相对较低，且成本低廉，适于民用推广。 超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，能够在测量精度上能达到工业实用的要求。超声测距是一种非接触式的检测方式，与其它方法相比，如电磁或光学的方法，它不受被测对象颜色、光线等影响，对于被测物处于恶劣生产环境（如黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等）有一定的适应能力，具有较高的分辨力，其准确度也比其它方法高。由于超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点，本设计利用超声波来测量距离。

【电路设计】 1. 超声波防撞报警器的设计 1.1.1 超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。本次设计的核心器件是UCM-T40K1和UCM-R40K1压电式超声波发生器。压电式超声波发生器体积小，灵敏度高、性能可靠、价格低廉，是遥控、报警等电子装置最理想的电子器件。 主要工作原理：它是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1-1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。 共振板 电极 压电晶片 图1-1 超声波传感器结构

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计

《智能仪器仪表设计基础》 课程设计报告 单位： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导老师： 成绩： 设计时间：2013 年5月

指导老师提供的设计题目和要求 1、设计题目：基于超声波传感器的障碍物检测电路仿真设计 2、指导老师： 3、设计条件： [1]仿真软件可用Multisim10软件或者saber软件。 [2]超声波传感器详细参数： 工作频率：40KHz±1.0KHz 声压值：≥94dB(30cm/10Vrms sine wave) 灵敏度：≥-82dB/v/u bar(0dB=v/pa)； 余振：：≤1.2ms； -6dB方向性(度)：60°±10° 电容：2000pf±10%； 最大输入电压(Vp-p)：150(40KHz) 使用温度范围：-35℃—+80℃ 储藏温度范围：-40℃—+85℃ 4、设计要求： [1]设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电 路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一级带通滤波电路、二级带 通电路、回波二值化电路组成。 [2]当在超声波发射电路输入端输入VPP=5V，Vmin=0V的方波信号时，超声 波发射电路输出端能输出VPP=100V~150V，f=40KHZ的一个激励信号。 [3]当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V，f=40KHZ的正弦 波信号时，超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接 收电路输入端输入低电平信号时，超声波回波接收电路输出端能输出高电平 信号。 [4]附加要求：请用虚拟仪器显示各个电路模块输入端信号及输出端信号 5、参考书目 [1]胡向东，刘京诚，余成波等编著，传感器与检测技术机械工业出版社，2009 [2] 张国雄主编测控电路机械工业出版社，第4版

基于单片机的超声测距系统设计方案

基于单片机的超声测距系统设计方案 第1章绪论 1.1课题背景及重要意义 近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物部、液位高度的测量等。 由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。 1.2国超声检测发展综述 在基于传统的测力距离存在不可克服的缺陷。例如，液面测量就是一种距离测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲来检测液面，电极长期浸泡于水中或其他液体中，极易被腐蚀、电解，失去灵敏性。由于超声波具有强度大，方向性好等特点，利用超声波测量距离就可以解决这些问题，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防等领域得到了广泛的应用。 超声波测距电路可以由传统的模拟或者数字电路构建，但是基于这些传统电路构建

汽车倒车报警系统论文

课程论文 题 目：汽车倒车报警系统分析 学生姓名： 学 院：能源与动力工程学院 班 级：交通运输10-2班 指导教师： 2014年 1 月 3 日 学校代码： 学 号：

内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：汽车电子控制技术学院：能源与动力工程学院班级： 学生姓名：学号： _ 指导教师：陈永艳 一、题目 汽车倒车报警系统分析 二、目的与意义 根据《汽车电子控制技术》课程学习的知识，系统分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理，掌握汽车电子控制系统的基本结构与原理。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 根据参考文献，系统学习并分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理；按照《内蒙古工业大学课程设计说明书（论文）书写规范》撰写课程论文。 四、工作内容、进度安排 18周周末：根据任务书要求，查阅、学习相关参考文献； 19周周一：提交论文提纲； 19周周二—周四：根据指导教师修改后的论文提纲撰写论文初稿； 19周周四—周五：根据指导教师对论文的修改意见修改论文； 19周周五：提交论文。 五、主要参考文献 [1] 刘修文.实用电子电路设计制作[M]. 北京：中国电力出版社，2011 [2] 胡萍. 超声波测距仪的研制[J]. 计算机与现代化，2010(10):54-56. [3] 陈有卿, 谢刚,新颖电子模块应用手册[M]. 北京：机械工业出版社，2010 [4] 电子报社．电子报2010年合订本下[J] ．成都：四川科学技术出版社．2010 [5] 刘福太，梁发麦，魏书田，林红文.黄版电子电路[M].北京：科学出版社，2011 审核意见 同意。 系（教研室）主任（签字）赵明智 指导教师下达时间2013 年12 月27 日 指导教师签字：_______________

光电报警器课程设计

一绪论 (2) 二设计要求 (2) 四设计原理及电路图 (4) 4.1报警电路原理图 (4) 4.2数码管显示原理图 (4) 4.3光电转换设计原理图 (5) 五器件清单及简单介绍 (5) 5.1光耦 (5) 5.2 555芯片 (6) 5.2.1 555芯片连线图 (6) 5.2.2 555芯片工作表 (7) 5.3 74LS32译码器 (7) 5.3.1 ；74LS32译码器译码表 (7) 5.3.2 ；74LS32引脚接线图 (7) 5.4 74LS48译码器 (8) 5.4.1电路接线图 (8) 5.4.2 74LS48引脚图 (8) 5.4.3 74LS48译码表 (8) 六控制系统实现 (9) 七proteus仿真电路图 (10) 7.1无光遮挡的情况下数码管显示状态 (10) 7.2当通道1被遮挡时，数码管的显示状态 (10) 7.3当通道2被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 7.4当通道全部被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 八设计心得 (12) 九参考资料 (12)

一绪论 随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。 本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管显示与报警器报警的功能。其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。 二设计要求 1设计一个光电传感器，采用光耦电阻，当有物体遮挡光电传感器所设置的通道时，报警器会自动发出声音，数码管并显示相应遮挡的通道位置（设通道代码分别为1，2，3），当所设计的光电传感器通道一被遮挡时，报警器发出响声，数码管显示1，当所设计的光电传感器通道二被遮挡时，报警器发出声响，同时数码管显示2，当通道三被遮挡时也一样，当光电传感器没有物体遮挡所设计的通道时，报警器不发出声响，数码管不显示。 2设计主要材料 光耦，555芯片，74LS32译码器，74LS48译码器

超声波传感器的设计与应用演示教学

超声波传感器的设计 与应用

传感器课程设计 （2010级） 题目：超声波传感器的设计与应用 学员姓 名：xxx 学 号：201003011020 学员姓 名：xxx 学 号：201003011027 学员姓 名：xxx 学 号：201003011003 xxx

二〇一三年九月

目录 ...............................................................................................................................................第一章超声波传感器简介........................................................................................ 1.1超声波传感器是什么 (2) 1.2超声波传感器应用前景 (2) 第二章超声波传感器设计 (3) 2.1设计目标描述 (3) 2.2 设计指标 (3) 2.3 传感器结构概述 (4) 2.4 传感器设计原理 (4) 2.4.1 物理部分设计 (4) 2.4.2 电路部分设计 (7) 第三章硬件设计 (8) 3.1 单片机设计 (8) 3.2 传感器设计 (11) 3.3 单片机与传感器连接 (12) 第四章软件设计 (13) 4.1 总体设计思路 (13) 4.2 软件程序 (13) 第五章测试结果与分析 (21) 第六章结论 (22) 参考文献 (24)

第一章超声波传感器的设计 1.1超声波传感器是什么 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。 1.2超声波传感器应用前景 随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有 限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以

汽车防撞预警系统毕业设计论文修订版

汽车防撞预警系统毕业设计论文修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

学号：*********** 毕业论文 汽车防撞报警系统设计 学院计算机与电子信息学院专业电子信息科学与技术班级电子09-1 学生 *** 指导教师（职称）刘利民（讲师） 完成时间 2013年03月25日至2013年06月15日

摘要 随着经济的高速发展和居民生活水平的不断提高，我国汽车数量逐年递增，各类交通事故频发, 其中多为汽车碰撞事故。为此本文设计了一种以超声波测距和AT89C51 单片机为核心的汽车防撞报警系统，以期提高汽车运行的安全性，减少交通事故。该系统根据超声波测距原理，以AT89C51为核心，设计了汽车防撞报警系统，主要是将单片机控制模块、超声波测距模块、蜂鸣器报警模块、4位数码管显示模块这几个模块结合起来，通过编写的Keil C51“.C”文件来实现测量距离，当距离小于阈值时，发出报警。本设计的核心是超声波测距模块，其他相关模块都是在测距的基础上拓展起来的，测距模块是利用超声波传感器。该系统可提高汽车行进过程中的安全性，构建汽车安全空间。 关键词：超声波传感器；测距；防撞；报警； AT89C51 ABSTRACT With the high-speed development of economy and people life level unceasing enhancement, car ownership in China increasing every year, all kinds of frequent traffic accidents, mostly car collision accident. This paper designed a kind of ultrasonic ranging and AT89C51 as the core of automotive anti-collision alarm system, so as to enhance the safety of vehicle running, reduce traffic accidents. According to the principle of ultrasonic ranging, this system usesUSES AT89C51 as the core, the design of the automotive anti-collision alarm system, the main is the single-chip microcomputer control module, ultrasonic distance measuring module, a buzzer alarm module, the four digital tube display module that combines several modules, written by Keil C51. "C" files to achieve the measurement distance, when the distance is less than the threshold, issued a report to the police. This design is the core of the ultrasonic ranging module, on the basis of other related modules are in the range expansion, ranging

汽车倒车报警器的设计

设计任务书 1、设计题目 汽车倒车报警器的设计 2、设计参数 设计要求： 自动实时分段显示距离并进行声音提示。 3、设计要求及工作量 三周内在设计教室中按要求完成各阶段任务及相应工作量。 设计工作量： 1)查阅资料，选择合适的设计方案。 2)设计完整硬件电路图，给出设计说明及相关电路参数的计算公式。 3)针对设计方案及硬件电路图，进行适当的误差分析。 4)根据以上内容撰写完整的课程设计报告。 设计进度安排: 1)查阅资料，优选方案(2天) 2)进入实验室，完成总体设计(4天) 3)完成硬件电路图，进行误差分析(5天) 4)撰写说明书，准备答辩(2天) 5)答辩(2天) 4、主要参考文献 [1]王雪文，张志勇．传感器原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2004 [2] 王化祥，张淑英．传感器原理及应用(修订版).天津：天津大学出版社，1999 [3] 赵继文，何玉彬. 传感器与应用电路设计. 北京：科学出版社，2002 [4] 丁镇生. 传感器及传感技术应用.北京：电子工业出版社，2001 [5] 何希才. 传感器及应用电路.北京：电子工业出版社，2001

汽车倒车报警器的设计 摘要 本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。 本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成。本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单实用的要求。 关键词：传感器 AT89C2051 超声波汽车倒车报警 目录

触摸式报警器课程设计

触摸式报警器 摘要：本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说较简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。最后将设计好的模块组合调试，并在Protel 99软件上仿真通过。 关键词：NE555芯片 Protel 99软件单稳态输出高电平有效 Abstract:This experiment in touch alarm with NE555 chip composition choice single state touch alarm, and choose a relatively more simple design, by go up and down the hierarchical structure design, first definition and regulations of each module structure, and then within the detailed design module. Finally the design good modules, and debugging in 99 software simulation through Protel Keywords:NE555 chipProtel 99software single state output high level effective

目录 1前言 (3) 2总体方案设计 (4) 2.1方案一 (2) 2.2方案二 (3) 2.3方案比较 (5) 3实现方案 (6) 3.1总体方案分析 (6) 3.2实验原理图分析 (6) 4主要元器件的基本介绍 (7) 4.1NE555芯片引脚及功能 (7) 5 proteus与protel的仿真 (10) 5.1protel的软件简述 (10) 5.2protues的软件简述 (10) 5.3protues软件仿真 (11) 5.4实验调节 (11) 5.5实验结果分析 (12) 6组装与调试 (13) 7心得体会 (14) 8谢辞 (15) 9 参考文献 (16) 10附录 (17)

基于单片机的超声波测距报警系统

综合性课程设计报告基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计 院系：计算机与通信工程学院 专业：电子信息工程 学号： 姓名： 指导教师： 设计时间：2012/6/27 综合课程设计任务书

专业：电子信息工程班级：4091603姓名： 设计题目：基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计 一、设计实验条件 keil C和proteus仿真软件 二、设计任务 1)总体功能设计 2)硬件电路设计 3)软件设计 4)工作总结 三、设计说明书的内容 1．设计题目与设计任务（设计任务书） 2．前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3．主体设计部分（各部分设计内容、总结分析、结论等） 4．结束语 5．参考文献 （答辩时间18周星期日晚7：30，地点：综合楼1313室） 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间：2周 2、设计时间安排： 熟悉实验设备、实验、收集资料：2 天 设计计算、绘制技术图纸：5 天 编写课程设计说明书：2 天 答辩：1 天 目录

一、设计题目 (2) 二、设计任务及要求 (3) 三、设计内容 (3) 1.绪论 (3) 2.总体方案 (4) 2.1 总体设计方案 (4) 2.2超声波测距框图 (4) 3.系统硬件设计 (5) 3.1 硬件设计方案 (5) 3.2 各主要模块的硬件设计 (6) 4.系统软件设计 (10) 4.1 程序设计 (10) 4.2 程序流程图 (10) 四、结束语 (13) 五、参考文献 (13) 附录A 系统仿真图 (14) 附录B程序代码 (15) 一、设计题目 基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计