田进 - 基于51单片机的超声波导航的设计与制作 - 图文(2)

扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系12届 毕业设计（论文）开题报告书

学生姓名 田进 题 目 指导教师 单丹 专业 机电一体化 班级 0902机电 学号 基于51单片机的超声波导航的设计与制作 职称 讲师 学 位 硕士 0905210230 题目类别 □ 工程设计 □ 基础研究 ■ 应用研究 □ 其它 【课题的内容与要求】 利用超声波传感器作为轮式机器人的双眼，C51单片机作为轮式机器人的大脑，按要求设计硬件电路和编写程序，使轮式机器人能够随时监控前方障碍物的距离。并根据传感器采集的数据作出不同的运动策略。 （1）能够应用超声波准确前方物体的距离 （2）能够应用超声波测距引导轮式机器人航行 【前言】 超声波测距是指利用超声波的反射特效进行距离测量。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器, 它是通过传送一个超声波（远高于人的听觉范围）和提供一个对应于爆裂回声返回到传感器所需时间的输出脉冲来工作的。超声波传感器在非接触性测量方面的应用非常广泛，如检测液体水位（特别是具有腐蚀性的液体，如硫酸、硝酸液体），汽车倒车防撞系统，金属/非金属探伤等，都可以用到超声波距离传感器。 【方案的比较与评价】 利用分立模块的超声波测仪：能测的最小距离比较长，不能实现双向测距，电路复杂，性能稳定性不高。 基于51单片机的超声波测仪：能进行双向测距，精度高，功耗低，模块简单，稳定性高。

【预期的效果及指标】 利用超声波传感器作为轮式机器人的双眼，C51单片机作为轮式机器人的大脑，按要求设计硬件电路和编写程序，使轮式机器人能够随时监控前方障碍物的距离。并根据传感器采集的数据作出不同的运动策略，通过该项目的学习与实践, 可以让读者获得如下知识和技能。 【进度安排】2011 年 7 月 1日 - 2011 年 9月 1日 选题、调研、收集资料 2011 年 9 月 1日 - 2011 年 10月 1日 论证、开题 2011 年 10 月 1 日 - 2011 年 11月 1日 设计（写作初稿） 2011 年 11月 1日 - 2011 年 3 月 15 日 修改、定稿、打印 【参考文献】 【1】陈莹. .基于单片机的超声测距系统 ， 华中科技大学； 【2】谭洪涛. 单片机设计测距仪原理及其简单应用 ， 重庆通信学； 【3】孔雅琼. 基于单片机的超生测距仪研究与开发 ， 国防科技大学； 【4】胡福云. 基于单片机的超声波测距仪 ， 湖北科技大学 科技视野； 【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等） □同意提交开题论证 □修改后提交 □不同意提交（请说明理由） 指导教师签章： 年 月 日 【系部意见】 □同意指导教师意见 □不同意指导教师意见（请说明理由） □其它（请说明） 系（部）主任签章： 年 月 日

第 三 部 分

毕 业 论 文 正 文

基于51单片机的超声波导航的设计与制作

田进

0902机电技术

[摘 要]本设计是基于AT89C51单片机技术所研究的超声波导航小车，超声波传感器对前方障碍物距离进行测量，并通过LED液晶显示出来，左右轮伺服电动机则实现小车对障碍物的躲避。超声波做为智能车避障的一种重要手段，实现简单，计算方便，易于做到实时监控，测量精度也能达到实用的要求。在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。 [关键字] AT89C51 单片机 超声波

Based on 51 single-chip design and production of ultrasonic

navigation Tian,jin

0902 mechanical and electrical integration

Abstract:The design is based on the AT89C51 single-chip technology of ultrasonic navigation vehicle.Ultrasonic sensors measure the distance of obstacles in front .And through the LED liquid crystal display.The left and right wheel motor car for obstacle avoidance.Ultrasonic obstacle avoidance for intelligent vehicle is a kind of important means.Simple,to facilitate the calculation,easy to achieve real-time monitoring.Measurement accuracy is also required to achieve practical.Intelligence process in the next car will be widely applied.

Keywords: AT89C51 Single chip microcomputer Ultrasonic wave

目 录

第一章 引 言 ....................................................... 1

1.1 选题背景及目的 .............................................. 1 1.2 课题的概述 .................................................. 1 1.3 设计的主要内容介绍 .......................................... 1 第二章 设计思路的介绍 .............................................. 3

2.1 AT89C51单片机介绍........................................... 3 2.2超声波介绍及其应用领域....................................... 6 2.3 超声波距离传感器简介 ........................................ 7 2.4 位差超声波距离传感器工作时序 ................................ 8 第三章 超声波导航系统硬件电路的设计 ............................... 10

3.1单片机最小电路的设计........................................ 10 3.2超声波发射接收电路的设计.................................... 12 3.3显示模块的设计.............................................. 14 第四章 系统软件的设计 ............................................. 15

4.1超声波距离测量程序.......................................... 15

4.1.1距离测量程序设计思路 .................................. 17 4.2 超声波导航程序 ............................................. 19

4.2.1 导航程序设计思路...................................... 22

第五章 系统调试 ................................................... 24

5.1仿真环境介绍................................................ 24

5.1.1用Keil软件编译程 ..................................... 24 5.2超声波导航元器件的焊接与安装 ............................... 26 5.3超声波导航所需电子元器件清单................................ 27 结 论 ............................................................. 28 致 谢 ............................................................ 29 参考文献 .......................................................... 30