基于8051单片机的超声波发生器设计方案

基于单片机控制的超声波发生器驱动电源的研究的开题报告

基于单片机控制的超声波发生器驱动电源的研究的开题报告一、研究背景：随着科学技术的不断发展，人们对于超声波的应用也越来越广泛。

超声波发生器是一种重要的设备，在多个领域都有着广泛的应用，如医疗、工业、生物等领域。

在超声波发生器中，驱动电源是关键的部分之一。

传统的超声波发生器驱动电源一般使用直流稳压电源，其输出电压和电流经过稳定后，可以对超声波晶振进行驱动。

但是，这种驱动电源存在一些问题，比如体积较大、功耗较高等。

为了解决以上问题，本研究拟采用单片机控制的驱动电源，能够更加灵活地控制输出电压和电流，同时具有体积小、功耗低、噪声小等优点。

因此，本研究旨在设计一种基于单片机控制的超声波发生器驱动电源，提高超声波发生器的性能和稳定性。

二、研究内容：本研究的主要内容包括：1. 规划电路设计方案，选择合适的元器件，并进行电路设计和仿真测试；2. 设计单片机控制程序，实现对输出电压和电流的控制；3. 制作电路板，并进行实验测试，验证电路设计的正确性和可行性；4. 对实验数据进行分析和处理，评估设计方案的性能和稳定性。

三、研究方法：本研究采用以下方法：1. 理论研究方法：通过查阅相关文献，了解超声波发生器的结构和工作原理，分析驱动电源的设计需求和性能指标。

2. 实验研究方法：采用电路设计和实验测试相结合的方法，完成电路板的制作和实验测试，验证驱动电源的性能和稳定性。

3. 数学统计方法：对实验数据进行处理和分析，评估电路设计方案的性能和可行性。

四、研究意义：本研究的意义主要体现在以下方面：1. 提高超声波发生器的性能和稳定性，使其在医疗、工业、生物等领域的应用更加广泛；2. 探索单片机控制的驱动电源的设计方法，为类似应用领域的电路设计提供参考；3. 对电路设计和实验测试方法进行总结和归纳，为后续类似研究提供借鉴。

基于 C8051F340 的超声避障机器人设计

基于C8051F340的超声避障机器人设计曾军,吴长雷,李东,黄华∗（四川大学电气信息学院，四川成都 610065）摘要：智能移动机器人是当前机器人研究的一个重要领域，具有广阔的应用潜力。

以C8051F340单片机为核心,设计了一种基于超声测距的智能避障机器人，介绍了系统软硬件电路的设计与实现,设计了由舵机和超声波传感器构成的测距模块。

在不影响机器人避障的情况下，有效的减少了传感器数量，简化了硬件电路。

实验结果表明模糊控制算法对环境有很大的适应性，能够实现机器人的自主避障。

关键字：C8051F340；超声传感器；避障；机器人中图分类号：TP242 文献标志码：AThe design of robot’s obstacle avoidance based on C8051F340Zeng Jun Wu Changlei Li Dong Huang Hua(School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University, Chengdu, 610065, Sichuan , china) Abstract：One of the most important robot research fields is the intelligent mobile robot which has capacious potential of application. This paper raises a design of the wheeled intelligent mobile robot based on ultrasonic measurement, and takes C8051F340 as the core of controller. It introduces the design of hardware and software, designs the ultrasonic measurement which is compose of steering motor and ultrasonic sensor. It can reduce the number of sensor and the complexity of hardware on the condition that it doesn’t have the impact on the obstacle avoidance of robot. The experiment result indicates that the application of fuzzy algorithm has the very largely compatibility to the environment, the design can realize the robot’s obstacle avoidance. Keywords：C8051F340; ultrasonic sensor; obstacle avoidance; robot1 引言上世纪90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标志，开展了以智能移动机器人为代表的更高层次的研究，成为目前机器人研究领域的热点之一。

基于单片机的超声测距系统设计-毕业设计

基于单片机的超声测距系统设计摘要超声波测距法迅速，方便，计算简单，易于做到实时控制，提过基于单片机的超声测距系统的设计能更加深入地了解单片机的实际应用。

本课题完成整个超声波测距系统设计，包括单片机控制电路，发射电路，接收电路，LCD显示电路和温度补偿电路。

本课题硬件部分设计采用最小系统板和所需的超声波收发电路。

程序由计算机仿真并烧入单片机实际调试，最终实物是一个能在5至200cm范围内准确测量距离的便携式系统，经实际测量误差控制在5%以内。

该系统的设计过程加深了对单片机的理解。

本设计的产品也能在实际生活中有很广泛的应用。

关键词：超声波，测距，补偿，模块DESIGN OF ULTRASONIC RANGINGBASED ON SINGLECHIPABSTRACTUltrasonic ranging is so quick and useful,it can be easy to translationed and be controled on time.We can learn much about singlechip during the design of Ultrasonic ranging base on singlechip.The system is made up by singlechip part,send and receive part,LCD part and temperature detective part.With the helping of smallest system and computer,the product which can detective the distance from 5cm to 200cm comes out.The error is only 0.5%. The system can help you take a good learning about singlechip.On the other hand,the system can be used in many environment by its practicality.Key Words: Ultrasonic,Ranging, temperature detective目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 .................................................................................................................................................. I II 第1章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.1.1 课题的背景 (1)1.1.2 课题的意义 (1)1.2超声波测距的发展现状趋势 (2)1.3本课题任务 (2)第2章单片机 (3)2.1单片机原理及应用 (3)2.1.1 单片机原理 (3)2.1.2 单片机的应用 (3)2.2单片机发展前景 (4)2.3单片机程序编译环境 (5)2.3.1 KEIL C51 (5)2.3.2 uVision2集成开发环境 (5)2.3.3 编辑器和调试器 (6)2.3.4 C51编译器 (6)2.3.5 部分代码优化 (7)2.3.6 RTX51实时核模块 (8)2.3.7 测试程序 (8)2.3.8 C51 V7版增强功能介绍 (9)第3章超声波测距原理 (10)3.1超声波原理及应用 (10)3.1.1 超声波原理 (10)3.1.2 超声波应用 (10)3.2超声波测距原理 (11)第4章测距系统构成与误差分析 (13)4.1单片机控制器 (13)4.2传感器 (13)4.2.1 超声波传感器原理与选型 (13)4.2.2 温度传感器选型 (14)4.3LCD显示屏 (15)4.4系统误差 (15)4.4.1 系统误差分析 (15)4.4.2 系统误差补偿 (16)第5章系统设计 (17)5.1系统框图 (17)5.2硬件 (17)5.2.1 发射电路 (17)5.2.2 接收电路 (18)5.3程序流程图 (20)5.4系统实物图 (21)5.5测试及数据分析 (21)第6章总结 (25)参考文献 (26)附录1部分程序 (28)致谢 (39)第1章绪论1.1课题的背景和意义1.1.1课题的背景随着科技的迅猛发展越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中,给我们的生活带来了诸多方便。

基于单片机控制的超声波测距系统的设计

基于单片机控制的超声波测距系统的设计一、概述。

超声波测距技术是一种广泛应用的测距技术，它能够非常精确地测量物体到传感器的距离。

本文介绍的基于单片机控制的超声波测距系统主要由控制模块、信号处理模块和驱动模块三部分组成。

其中，控制模块主要实现超声波信号的发射与接收，信号处理模块主要实现对测量结果的处理和计算，驱动模块主要实现对LED灯的控制。

二、硬件设计。

1.超声波发射模块：采用 SR04 超声波发射传感器，并通过单片机的PWM 输出控制 SR04 的 trig 引脚实现超声波信号的发射。

2.超声波接收模块：采用SR04超声波接收传感器，通过单片机的外部中断实现对超声波信号的接收。

3.控制模块：采用STM32F103单片机，通过PWM输出控制超声波发射信号，并通过外部中断接收超声波接收信号。

4.信号处理模块：采用MAX232接口芯片，将单片机的串口输出转换成RS232信号，通过串口与上位机进行通信实现测量结果的处理和计算。

5.驱动模块：采用LED灯，通过单片机的GPIO输出控制LED灯的亮灭。

三、软件设计。

1.控制模块：编写程序实现超声波信号的发射与接收。

其中，超声波发射信号的周期为 10us，超声波接收信号的周期为 25ms。

超声波接收信号的处理过程如下：（1）当 trig 引脚置高时，等待 10us。

（2）当 trig 引脚置低时，等待 echo 引脚为高电平，即等待超声波信号的回波。

（3）当 echo 引脚为高电平时，开始计时，直到 echo 引脚为低电平时，停止计时。

（4）根据计时结果计算物体到传感器的距离，将结果通过串口输出。

2.信号处理模块：编写程序实现接收计算结果，并将结果通过串口与上位机进行通信。

具体步骤如下：（1）等待串口接收数据。

（2）当接收到数据时，将数据转换成浮点数格式。

（3）根据测量结果控制LED灯的亮灭。

以上就是基于单片机控制的超声波测距系统的设计。

该系统能够通过精确测量物体到传感器的距离并对测量结果进行处理和计算，能够广泛应用于各种实际场合。

基于8051单片机的波形发生器设计

基于8051单片机的波形发生器设计摘要：波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。

本系统是基于A T89C51单片机的数字式低频信号发生器，采用AT89C51单片机作为控制核心，外围采用数字/模拟转换电路（DAC0832）、运放电路（LM324）、按键和8位数码管等。

通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等，同时用数码管显示其对应的频率。

介绍DAC 0832数模转换器的结构原理和使用方法，A T89C51的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。

文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路原理和软件编程原理，其设计简单、性能优好，可用于多种需要低频信号的场所，具有一定的实用性。

关键词：AT89C51，DAC0832，LM324一引言波形发生器也称函数发生器，作为实验信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。

目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件设计而成，且波形种类有限，多为锯齿波，正弦波，方波，三角波等波形，而且这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。

在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源，而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大。

大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度也难以保证。

体积大，漏电，损耗显著更是致命的弱点。

二功能分析和方案论证与比较依据不同的设计要求选取不同的设计方案，波形发生器的具体指标要求也有所不同。

通常，波形发生器需要实现的波形有正弦波、方波、三角波和锯齿波，有些场合可能还需要任意波形的产生。

各种波形指标有：波形的频率、幅度要求，频率稳定度，准确度等。

对于不同波形，具体的指标要求也会有所差异，例如，占空比是脉冲波形特有的指标。

波形发生器的设计方案多种多样，大致可以分为三大类：纯硬件设计法、纯软件设计法和软硬件结合设计法。

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计超声波测距系统是一种常见的非接触式测距技术，通过发送超声波信号并测量信号的回波时间来计算距离。

本文将介绍基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计。

首先，我们需要明确设计的目标。

本设计旨在通过51单片机实现一个精确、稳定的超声波测距系统。

具体而言，我们需要实现以下功能：1.发送超声波信号：通过51单片机的IO口控制超声波发射器，发送一定频率和波形的超声波信号。

2.接收回波信号：通过51单片机的IO口连接超声波接收器，接收并放大返回的超声波信号。

3.信号处理：根据回波信号的时间延迟计算出距离，并在显示器上显示出来。

4.稳定性和精确性：设计系统时需考虑测量过程中误差的影响，并通过合适的算法和校准方法提高系统的稳定性和精确性。

接下来，我们需要选择合适的硬件和软件配合51单片机实现上述功能。

硬件方面：1.51单片机：选择一款性能稳定、易于编程的51单片机，如STC89C522.超声波模块：选择一款合适的超声波传感器模块，常见的有HC-SR04、JSN-SR04T等。

模块一般包括发射器和接收器，具有较好的测距性能。

3.显示设备：选择合适的显示设备，如7段LED数码管或LCD显示屏，用于显示测距结果。

软件方面：1.C语言编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波测距系统的各项功能。

2.串口通信：通过串口与上位机进行通信，可以对系统进行监控和远程控制。

3.算法设计：选择合适的算法计算超声波回波时间延迟，并根据时间延迟计算距离值。

在设计过程中，我们需要进行以下步骤：1.硬件连接：按照超声波模块的说明书，将模块的发射器和接收器通过杜邦线与51单片机的IO口连接。

2.软件编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波模块的控制、信号接收和处理、距离计算等功能。

3.系统测试：进行系统的功能测试和性能测试，验证系统的可靠性和准确性，同时调试系统中出现的问题。

4.系统优化：根据测试结果，对系统进行优化，提高系统的稳定性和精确性。

基于8051单片机的超声波发生器设计方案本设计的超声波发生器是利用单片机生成初始信号，然后经过一系列处理电路的作用后生成用来杀灭水蚤的超声波，成本低、效果好，可以在农业上加以采用。

在此对3 个模块进行设计：(1)信号发生模块。

12 MHz 的8051 单片机硬件连接及其程序设计。

(2)信号处理模块。

驱动电路设计(CD4069 非门集成芯片);倍频电路设计(S9014 或ECGl08 三极管、104 普通电容、11 257.9 nH 自制电感、1 kΩ 电阻);整波电路设计(CD4069 非门集成芯片);和频电路设计(CD4081 与门集成芯片);选频电路设计(S9014 或ECGl08 三极管、104 普通电容、112.58 nH 自制电感、1 kΩ电阻)。

(3)信号检测模块、数字示波器的连接。

在上述研究基础上，设计一台超声波发生器样机，其技术指标如下：输入电压：220 VAC(50 Hz);开关频率：1.5～1.8 MHz;最大的输出功率：500 W;功率范围：50～500 W。

1 信号发生模块的设计选取一个8051 单片机芯片，将晶振电路、复位电路、电源电路连接到单片机相应的引脚上组成单片机的最小系统。

利用单片机的中断资源和I/O 口资源进行相应连接并进行程序编辑：用P3.2 口控制初始信号的发射与否，用P0.O 口、P0.1 口发射初始信号，如2 信号处理模块的设计2.1 驱动电路的设计如果将两列波(0.03 MHz)直接从单片机的输出口PO.O 和P0.1 输出接入后面的5 倍频电路，可能会由于电流小而不能驱动倍频电路。

从这点来考虑就。

基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计

摘要随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。

但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统尤为重要。

汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。

它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。

关键词：单片机；倒车；测距仪ABSTRACTWith the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important.Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety.Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder目录第1章绪论 (2)1.1 课题研究的意义和背景 (2)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述 (3)1.4研究内容及论文的安排 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 设计方框图 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)第3章系统硬件各主电路设计 (6)3.1 超声波的介绍 (6)3.2 超声波测距原理 (7)3.3超声波发射电路设计 (8)3.4 超声波接收电路设计 (9)3.5 HC-SR04超声波测距模块 (10)3.6 显示模块设计 (13)3.7 报警电路设计 (14)3.8单片机控制电路设计 (15)第4章系统的软件设计 (16)4.1 系统的主程序设计 (16)4.2 系统的子程序设计 (19)第5章结论 (20)致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书签。