摘 要

人们的生活在日益发展的超声波测距技术的促进下，越来越便利。超声波测距技术是我们最为常用的电子传感检测技术，可以满足人们对距离测量的各种要求，可以进行实时、精确测量。在一些应用中，超声波测距能够实现精确测量，从而实施实时性控制，所以可以广泛的应用于各种领域。例如，汽车内置倒车防撞系统，潜艇的声发射系统，医疗器械检测系统等本课题的主要内容是在深入研究单片机的基础上，设计并实现超声波测量系统。

应用超声波测距的原理，实现对被测物体距离的测量，本次设计的基于ATMega128的超声波测距系统，能够实现精确测量，从而实施实时性控制。由于论文研究涉及的方面较多，在论文设计过程中，秉着简洁方便的原则，对论文进行“模块化”处理，便于进行硬件设计和软件设计。可以实现超声波测距的各种功能。利用单片机对模块进行脉冲触发，并对模块反馈的高电平持续的时间计时和进行距离的计算，根据距离控制1602 液晶显示屏显示相应的距离，输出报警信号。

超声波测距结合单片机能够实现设备的自动化，能够提高设备的智能化，使数据处理能力和处理效率得到极大的提高，可以用来完成不同的系统应用。具有易于控制、可靠运行、高精度和可读性强等优点，可以在超声波探伤、音波发射系统和倒车雷达系统等领域中发挥着重要的作用。

关键词： ATMega128 超声波 测距

Abstract

People living under the growing ultrasonic distance measurement technology promotion, more convenient. Ultrasonic distance measurement technology is our most popular electronic sensing technology to meet people's requirements for distance measurement can be performed in real time, accurate measurement. In some applications, ultrasonic distance measurement enables accurate measurement, so as to implement real-time control, it can be widely used in various fields. For example, the built-in auto reverse anti-collision system, the main contents of the submarine acoustic emission systems, medical equipment and other detection systems of this project is based on in-depth research on the microcontroller, ultrasonic measuring system designed and implemented.

ATMega128 ultrasonic ranging system based on this design, it is possible to achieve accurate measurement, so as to implement real-time control. Since the study deals with many aspects of the paper, in the paper the design process, is holding simple and convenient principles for the thesis "modular" process, facilitate hardware and software design. Ultrasonic Ranging can achieve a variety of functions.

Ultrasonic Ranging single-chip combination to achieve automation equipment, intelligent devices can be improved, so that the data processing capacity and processing efficiency has been greatly improved, can be used to perform different system applications. Has an easy control, reliable operation, high accuracy and readability, and other advantages, it can play an important role in the field of ultrasonic testing, sonic transmission system and reversing radar system and the like.

Key words: ATMega128 Silent Wave Measure Distance

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1超声波测距的背景和依据 1

1.2超声波测距的目的和意义 1

1.3超声波测距技术的发展方向 2

1.4本文主要研究内容和方案 2

第2章 超声波测距原理 4

2.1超声波简介 4

2.2超声波传感器介绍 4

2.3超声波测距原理 5

第3章 系统硬件设计 7

3.1主控模块 7

3.2超声波测距模块 9

3.3显示模块 13

第4章 系统软件设计 15

4.1主控模块 15

4.2超声波测距模块 18

4.3显示模块 20

第5章 仿真和调试 25

第6章 总结 28

参考文献 29

附录A 超声波测距电路原理图 30

附录B 程序清单 31

致谢 40

第1章 绪论

1.1超声波测距的背景和依据

人们的生活在日益发展的超声波测距技术的促进下，越来越便利。超声波测距技术是我们最为常用的电子传感检测技术，可以满足人们对距离测量的各种要求，可以进行实时、精确测量。虽然超声波测距技术已经与渗透到人们的日常工作和生活的方方面面，但是人们只是简单地进行使用超声波测距技术，并没有对其进行深入探索，所以超声波测距技术在各方面还是有很大的发展空间。由于现在超声波测距系统越来越被注重实用性，而单片机在实际应用中，能够实现设备的自动化，能够提高设备的智能化，使数据处理能力和处理效率得到极大的提高，可以用来完成不同的系统应用，所以人们开始将超声波测距系统和单片机相结合。例如，汽车内置倒车防撞系统，潜艇的声发射系统，医疗器械检测系统等。单片机超声波测距系统具有易于实时控制，简单方便的特点，同时可以满足人们对距离测量的关于精度的要求。单片机系统能广泛适用于各个领域，同时单片机的使用使测距系统更能体现其灵活性。

对于社会生活越来越智能化的今天来说，超声波测距技术还是有很大的发展的潜力的。在一些应用中，超声波测距能够实现精确测量，从而实施实时性控制，所以可以广泛的应用于各种领域。但是超声波测距技术现在还不是特别成熟，无法满足人们对测距技术的期望，必须不断地发展和完善。在勘探领域，还需要克服地形环境等因素的影响；在医学领域，如超声波探伤技术，但还需要进一步改善测量精度。在新的世纪，测距将发挥更加重要的作用。

1.2超声波测距的目的和意义

超声波和可闻声波在本质上是相同的，可以在固体、液体、气体等介质中以纵波的形式传播，但超声波的波长更短，频率更高，导致超声波的衍射特性不明显从而可以实现高分辨率的物体数据显示。利用超声波的反射物理特性，从而进行对超声波测距的设计和研究。超声波测距技术采用的非接触式距离感测技术，不容易受到周围光线和地形的限制，可以应用于比较危险的地域中。超声波测距技术对被测元件进行的是无接触式测量，可以保持元件的的完整性能，而且还降低了能量消耗。超声波测距频率比较高，根据波的衍射不明显的特性，在高分辨率的数据显示，细微位置的测量中有着很好的应用。超声波测距结合成像技术可以实现对破损的位置二维、三维图像显示，对位置、大小进行清晰认识和分析。超声波测距结合单片机能够实现设备的自动化，能够提高设备的智能化，使数据处理能力和处理效率得到极大的提高，可以用来完成不同的系统应用。