基于AVR单片机的超声波距离测量系统

论文编号:DZXX321  论文字数:12946,页数:52

摘要

 超声波具有指向性强、能量消耗缓慢、传播速度慢(约340m/s，与声速相同)、传播距离较远等优点，而且超声波测距与被测量物体不需要直接接触，因而利用超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于机器人视觉识别、车辆自动导航、建筑工程测量等方面。
 本文介绍了超声波的概念、超声波换能器、超声波测距原理、ATmrga16单片机的性能和特点(特别是定时器部分),分析了在AVR单片机的基础上设计的超声波测距系统。设计的系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、计算简单，并且在测量精度方面能满足一定的要求。

关键词： 超声波，测距，ATmega16单片机

ABSTRACT

 Ultrasound has many advantages, such as the nice directivity, the slow energy consumption, the slow propagation speed(about 340 m/s, as same as the speed of sound), and the long transmission distance. Measuring distance with ultrasonic is unnecessary to contact with the object directly, so it is widely used currently. It is used in robot’s visual identity, vehicle automatic navigation, construction measurement and so on.
 The article describes the concept of ultrasound, ultrasonic transducer, the principles of ultrasonic ranging, and the performance and the features of the ATmega16 MCU(especially the part of timer). And analysis the ultrasonic ranging system which is designed on the basis of AVR microcontroller. The design of the system circuit is reasonable, and can work stable. It has good performance and simple calculation. At the same time, it can meat the requirements when precision is required in a certain extent.
 
 Keywords: Ultrasonic wave, Measuring distance, ATmega16MCU
目录

摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 研究内容 2
第2章 超声波原理   3
2.1 超声波介绍 3
2.2 超声波换能器 3
2.3 超声测距原理 4
第3章 系统的硬件设计 6
3.1 系统设计原理 6
3.2 超声波发射电路 6
3.3 超声波接收电路 7
3.4 芯片基本配置电路 9
3.3.1 芯片概述 9
3.3.2 芯片基本配置 10
3.5 12864液晶显示电路 11
3.6 温度传感器电路 12
第4章 系统的软件设计 16
4.1 超声波发射 18
4.1.1 AVR的定时/计数器(Timer/Counter) 18
4.1.2 设计中的应用 19
4.2 超声波接收 20
4.2.1 外部中断 20
4.2.2 增益控制 20
第5章 系统的调试及误差分析 22
5.1 超声波发射部分 22
5.2 超声波接收部分 25
5.3 超声波测距误差分析 25
第6章 结束语 28
致谢 29
参考文献 30
附录1 源代码 31
P12864.C 33
DS18B20.C 43
附录2 12864指令表 47

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