摘要：本课题针对超声波具有指向性强、污染少的优点，设计了一种基于超声波的移动测距系统。该系统主要通过超声波模块HC-SR04发射和接收超声波信号，由单片机对超声波模块的控制来获取超声波发射和返回的时间，再转化为相应的测量距离完成测距。同时为了提高系统的精度，考虑了环境温度对超声波测距的影响，采取了温度补偿等一系列措施[1]。系统使用DS18B20温度传感器，完成系统运行过程中环境温度的检测，再由单片机处理得到温度补偿后超声波速度。系统使用了OLED作为显示屏来实时测量距离并实时显示环境温度和报警值。其中的报警值通过三个独立按键来设定，当测量距离小于设定的系统报警值时便会进行声光报警。系统该设计试验运行良好，结构简单、操作方便、价格低廉，具有广阔的推广前景。

关键字：超声波；测距；单片机； HC-SR04；温度补偿

 

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

1.1 课题开发的背景和意义-1

1.2 超声波测距系统的研究现状-1

1.3 课题任务-2

2 系统分析与总体方案设计-3

2.1 超声波测距系统的整体设计-3

2.2 超声波测距方案-3

2.3 温度检测方案-5

2.4 温度补偿计算方案-5

2.5 系统界面显示方案-5

2.6 报警模块方案-6

3 系统硬件电路设计-7

3.1 单片机选型以及最小系统设计-7

3.1.1 单片机选型-7

3.1.2 最小系统设计-7

3.2 超声波模块-9

3.2.1 MAX232器件-10

3.2.2 TL074器件-10

3.2.3 T40-16与R40-16-11

3.2.4 超声波模块整体电路-11

3.2.5 与最小系统相连-12

3.3 温度模块-12

3.4 OLED显示模块-13

3.5 报警模块-14

3.6 按键输入模块-16

4软件设计-18

4.1 开发环境介绍-18

4.2 软件系统主程序设计-18

4.3 温度采集程序设计-20

4.3 超声波测距模块程序设计-20

4.4 系统显示模块程序设计-21

4.5 键盘处理模块程序设计-22

4.6 报警模块程序设计-23

5 系统仿真与调试-24

5.1 系统仿真-24

5.2 系统调试-24

5.2.1 温度采集调试-24

5.2.2 超声波模块测距调试-25

5.3 系统实物测试-25

5.3.1 实物图-25

5.3.2 系统上电测量-26

6 展望-27

7 结束语-28

参考文献-29

致谢-30

附录-31