stm32超声波测距
嵌入式系统及应用开放性实验报告
Stm32
HC-SR04超声波测距
第一章绪论
1.1STM32超声波测距系统
1.1.1 HC-SR04超声波测距模块简介
HC-SR04 超声波测距模块可提供2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
使用电压：DC---5V
静态电流：小于2mA
电平输出：高5V 低0V
感应角度：不大于15度
探测距离：2cm-450cm
高精度：可达3mm
1.1.2 HC-SR04超声波测距模块原理
采用IO 口TRIG 触发测距，给TRIG至少10us 的高电平信号;
模块自动发送8个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25
V25=Vsense 在25 度时的数值（典型值为：1.43）。
Avg_Slope=温度与Vsense 曲线的平均斜率（单位为mv/℃或uv/℃）（典型值为4.3Mv/℃）。
利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前物体超声波模块之间的距离。
程序中使用: 测试距离=高电平时间*声速(340M/S))/2 这个公式
1.2 设计要求
使用ARM开发板上硬件资源与超声波模块结合，编程实现实时距离显示功能，通过数码管实时显示距离，并在距离小于设定报警距离时使用蜂鸣器报警。
1.3 总体设计方案及框图
1.3.1 距离测量及获取方法
通过设置定时器，开启中断，读取ECHO输出高电平的持续时间，计算结果作为当前距离。
1.3.2 总体设计方案
实时距离: 本超声波测距系统可实现对距离的实时测量，并不断显示在数码管上
保持距离: 用户可通过按键使得当前距离值在数码管保持，也可再次返回对距离的实时测量，此模式下距离小于报警值不会报警，仅为显示模式。
两种模式相互转换，并且可以在距离保持状态时通过按键进入修改报警距离模式，如果实测距离小于下限值，蜂鸣器报警，当距离大于下限值时，报警自动停止。
1.3.3 程序框图
第二章正文
2.1 要求重述及分析
2.1.1设计任务
超声波测距系统
2.1.2设计要求
使用STM-32开发板上硬件资源及HC-SR04超声波测距模块，编程实现超声波测距功能，通过数码管实时显示距离。
2.1.3要求分析
1使用HC-SR04 超声波测距模块以及stm-32自带数码管、LED等
2实现实时距离测量功能，通过数码管实时显示当前距离：设计程序实现对距离报警值的设定，并在低于报警值时使用蜂鸣器等进行提示。
2.2 相关配置具体设计
2.2.1 相关配置
1输入口输出口配置：将PC8设为与Trig相连的输出口，将PC7设置为接收Echo返回数据的输入口。使能APB2总线上的GPIOC时钟，根据参数配置对应引脚。
2按键配置：控制按键的端口:PA15和PB4~7。使能APB2总线上的GPIOA以及GPIOB时钟，根据参数配置对应引脚。
3蜂鸣器：控制蜂鸣器的端口为PB8。APB2总线上GPIOB时钟已经使能可省略，根据参数配置PB8端口。
4数码管配置：控制数码管的端口:PE0~13。p使能APB2总线上的GPIOE时钟，根据参数配置对应引脚。
5定时器配置:
2.3 具体设计
2.3.1按键扫描设计：当按键按下时，对应的IO口为低电平，没有按下时为高电平
2.3.2数码管显示设计：
2.3.3超声波测距设计：给TRIG至少10us 的高电平信号,使用定时器中断法获得ECHO输入端PC7低电平持续时间，即为超声波一来回所用时间如(黄线为ECHO输入信号，测出低电平所用时间)算出物体和超声波测距模块之间距离。
2.3.4报警功能设计：在进入数码管显示前对当前距离进行判断若小于报警距离则启动蜂鸣器
2.4实验结果分析
2.4.1 实验结果
使用超声波测距模块、按键、蜂鸣器等实现了距离测量系统的设计，本设计可实时测距以及暂停显示当前距离，实现了对距离的测量，具体功能如下：1距离报警值的设置：
程序启动先进入报警值设置，通过按下按键KEY3、KEY4分别使得报警值增大和减小。报警值会在数码管上显示，默认报警值为5.0cm。
2实时测距系统：
此时程序循环获取当前距离并显示在数码管上，同时根据当前距离与距离报警值选择是否启动蜂鸣器，若当前距离小于报警值则启动蜂鸣器。此时按下KEY2则进入距离保持状态。
3距离测量系统
此时超声波传感器暂停，数码管上保持显示上一时刻距离，按下KEY5可进入实时距离测量，按下KEY1则会返回报警值设置。
2.4.2 结果分析
试验达到了预期的效果，实现了两种模式下的距离测量及两种模式的相互切换，并实现距离报警值的设定与显示，当前距离小于报警值时进行报警。误差在5mm以内
实际距离与超声波测量距离
2.5总结
2.5.1实验中遇到的问题及解决办法
1数码管显示距离值时无小数点。
给需要显示小数点的数字的显示码“与”小数点显示码0x80再显示即可加上小数点。
2每次按键设置报警值是报警值跳动太快
增加按键扫描函数里的延时即可。
2.5.2 试验心得
本次实验设计学会了如何熟练使用HC-SR04 超声波测距模块、定时器、数码管等设备，加深了对寄存器，中断，库函数等的理解。这次实验让我明白，遇到问题不要慌张，可以一步一步去测试是哪里出现问题，再重点解决。多在网上查找资料，一步一步让实验成功
超声波测距仪硬件电路的设计
超声波测距仪电路设计实验报告 轮机系楼宇071 周钰泉2007212117 实验目的：了解超声波测距仪的原理，掌握焊接方法，掌握电路串接方法，熟悉电路元件。 实验设备及器材：电烙铁，锡线，电路元件 实验步骤：1,学习keil软件编写程序2、焊接电路板3、运行调试 超声波测距程序： #include
unsigned char i; sbit ST=P3^0; sbit OE=P3^1; sbit EOC=P3^4; sbit CLK=P3^5; sbit M1=P3^6; sbit M2=P3^7; sbit SPK=P2^6; sbit LA=P3^3; sbit LB=P3^2; sbit LC=P2^7; sbit K1=P2^4; sbit K2=P2^5; bit wd; bit yw; bit shuid; bit shuig; unsigned int cnta; unsigned int cntb; bit alarmflag; void delay10ms(void) { unsigned char i,j; for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { M1=0; M2=0; yw=1; wd=0; SPK=0; ST=0; OE=0; TMOD=0x12; TH0=0x216; TL0=0x216; TH1=(65536-500)/256; TL1=(65536-500)%256; TR1=1; TR0=1; ET0=1; ET1=1; EA=1; ST=1; ST=0; while(1) { if(K1==0) { delay10ms(); if(K1==0) { yw=1; wd=0; } } else if(K2==0) { delay10ms(); if(K2==0) { wd=1; yw=0; } } else if(LC==1) { delay10ms(); if(LC==1) { M1=0; M2=1; temp1=13; shuid=0; shuig=1; LB=0; } } else if((LC==0) && (LB==1)) { delay10ms(); if((LC==0) && (LB==1)) { M1=0; M2=0; temp1=12; shuig=0; shuid=0; LB=0; }
(完整版)基于STM32的温湿度监测..
《物联网工程设计与实施》项目设计 项目课题：基于STM32的温湿度检测 院系：计算机科学与技术学院 专业：物联网工程 项目经理：于渊学号：123921043 副经理：谢金光学号：123921024 项目成员：李周恒学号：123921002 项目成员：袁桃学号： 123921048 项目成员：颉涛学号： 123921054 项目成员肖青学号： 123921025 项目成员冯锦荣学号： 123921011 项目成员唐敏学号： 123921023
指导教师： 2014 年 12月
目录 摘要 (5) Absract (7) 一．设计目标 (9) 二．设计方案 (9) 三．实验所需器材 (9) 四．设计内容 (9) 4.1 STM32模块 (9) 4.2 AM2302介绍 (11) 4.2.1 产品概述 (11) 4.2.2 应用范围 (12) 4.2.3 产品亮点 (12) 4.2.4 单总线接口定义 (12) 4.2.5 传感器性能 (13) 4.2.6 单总线通信 (14) 4.3 Nokia 5110 介绍 (15) 4.3.1 SPI接口时序写数据/命令 (15) 4.3.2 显示汉字 (16) 4.3.4 显示图形 (16) 4.4 原理图设计 (16) 4.5 PCB板设计 (17) 五．实验软件设计 (18) 5.1 温湿度传感器DHT22的程序 (18) 5.2 湿度显示函数 (21) 5.3主函数程序 (23) 5.3.1显屏程序 (23) 六．作品实物展示 (32) 七．设计总结 (33)
基于STM 32 的温湿度检测 摘要 随着现代社会的高速发展，越来越多的科学技术被应用于农业生产领域。在温室大棚中对温湿度、二氧化碳浓度等外部参数的实时准确的测量和调节更是保证农业高效生产的重要前提。本次课程设计中实现了一个基于STM32F103VET6的智能温湿度检测系统，目的是实现温湿度的采集和显示，温湿度的采集是作为自动化科学中一个必须掌握的检测技术，也是一项比较实用的技术。本次实验主要作了如下几个方面工作：首先通过对实时性、准确性、经济性和可扩展性等四个方向的分析比较之后，选择了STM32F103VE微控制器作为主控芯片和AM2303温湿度传感器来实现对温湿度数据进行采集；在Nokia5110显示屏上显示出温度和湿度，然后详细介绍了各个模块的工作原理和硬件电路设计思路，实现了温湿度数据实时准确的测量；之后阐述了系统各个部分的软件设计思路；最后对系统在实际应用中采集到的数据进行了处理，分析了误差产生的原因，并通过分段线性插值算法对系统非线性误差进行了校准，同未校准时采集的数据相比，校准后的数据准确度更高，稳定性更好。在保证测量效果的基础上，本系统设计中充分考虑到性价比和再次开发周期性等，具有成本低、设计开发方便、通用性强等特点，不仅适用于现代农业生产中，还能用于其它工业控制、机械制造等其它领域，具有一定的市场推广价值。 【关键词】：嵌入式技术，电路设计，STM32，AM2302温湿度采集，Nokia5110 显示屏，程序设计
基于MATLAB GUI的相位测量轮廓术
Optoelectronics 光电子, 2016, 6(1), 20-25 Published Online March 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/4115205259.html,/journal/oe https://www.360docs.net/doc/4115205259.html,/10.12677/oe.2016.61004 Phase Measuring Profilometry Based on GUI MATLAB Kaiying Li*, Manning Sun, Xintian Bian Jiangsu Key Construction Laboratory of Modern Measurement Technology and Intelligent System, Huaiyin Normal University, Huaian Jiangsu Received: Mar. 6th, 2016; accepted: Mar. 25th, 2016; published: Mar. 28th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/4115205259.html,/licenses/by/4.0/ Abstract According to the basic principle of Phase Measurement Profilometry, we design interactive simu-lation interface based on Phase Measuring Profilometry. Simulation result of three dimensional shape measurements was provided. This simulation can combine the 3D shape measurement and experiment well. It has a certain reference value. The theoretical analysis and computer simula-tion were shown in this article. Keywords Three Dimensional Measurement, GUI Interface, Phase Measurement Profilometry 基于MATLAB GUI的相位测量轮廓术 李凯颖*，孙漫凝，边心田 淮阴师范学院，江苏省现代检测技术与智能系统重点建设实验室，江苏淮安 收稿日期：2016年3月6日；录用日期：2016年3月25日；发布日期：2016年3月28日 *通讯作者。
超声波测距仪毕业论文
第一章绪论 1.1课题设计目的及意义 1.1.1设计的目的 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目 前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 1.1.2设计的意义 超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。 1.2超声波测距仪的设计思路 1.2.1超声波测距原理 发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。
超声波测距仪的设计说明
题目：超声波测距仪的设计 超声波测距仪的设计 一、设计目的： 以51单片机为主控制器，利用超声波模块HC-SR04，设计出一套可在数码管上实时显示障碍物距离的超声波测距仪。 通过该设计的制作，更为深入的了解51的工作原理，特别是51的中断系统及定时器/计数器的应用；掌握数码管动态扫描显示的方法和超声波传感器测距的原理及方法，学会搭建51的最小系统及一些简单外围电路(LED显示电路)。从中提高电路的实际设计、焊接、检错、排错能力，并学会仿真及软件调试的基本方法。 二、设计要求： 设计一个超声波测距仪。要求： 1.能在数码管上实时显示障碍物的实际距离； 2.所测距离大于2cm小于300cm，精度2mm。 三、设计器材： STC89C52RC单片机 HC-SR04超声波模块 SM410561D3B四位的共阳数码管 9014三极管（4） 按键（1） 电容（30PF2，10UF1） 排阻（10K），万用板，电烙铁，万用表，5V直流稳压电源，镊子，钳子，
导线及焊锡若干，电阻（200欧5）。 四、设计原理及设计方案： （一）超声波测距原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速，常温下取为344m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 根据本次设计所要求的测量距离的围及测量精度，我们选用的是HC-SR04超声波测距模块。(如下图所示)。此模块已将发射电路和接收电路集成好了，硬件上不必再自行设计繁复的发射及接收电路，软件上也无需再通过定时器产生40Khz的方波引起压电陶瓷共振从而产生超声波。在使用时，只要在控制端‘Trig’发一个大于15us宽度的高电平,就可以在接收端‘Echo’等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就打开定时器开始计时。 当此口变为低电平时就停止计时并读出定时器的值，此值就为此次测距的时间，再根据传播速度方可算出障碍物的距离。 （二）超声波测距模块HC-SR04简要介绍 HC-SR04超声波测距模块的主要技术参数使用方法如下所述： 1. 主要技术参数： ①使用电压：DC5V ②静态电流：小于2mA ③电平输出：高5V
超声波测距仪的设计开题报告
1 课题来源及研究的目的及意义 超声波是一种频率在20kHz以上的机械波，在空气中的传播速度约为340m/s（20℃）。由于超声波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色的影响，比其他仪器更卫生，具有不污染、高可靠、长寿命等特点，被广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、污水处理厂、食品、水文、等行业中，可在不同环境中进行距离的准确度在线标定，可直接用于水酒精、糖等液位控制，能达到工业实用的指标要求。还可以用于移动机器人的视觉系统中，这样可使机器人自动躲避障碍物行走，及时获得障碍物的位置信息，同时超声波测距系统具有以上的这些特点，在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛应用[1]。 超声波测距仪利用超声波收发探头测量仪器到墙面或其他固定物体的距离，并通过液晶屏显示出来，在实现功能的基础上，尽可能提高测量精度。测量精度要达到分米级。 2 国内外在该方向的研究现状及分析 目前国际国内，在超声波测距方面的研究方向和水平的不同，主要体现在对测距原理、超声波信号处理方法和超声波测距处理器的选用上。常见的超声波测距原理分为渡越时间法和相位差法两种。信号的处理方法大致分为阈值检验法、互相关延时估计法、伪随机码扩频测距法和最小均方法四种。在处理器方面大多以单片机为主，其中以51系列应用最为广泛，采用运算速度更快，效率更高dsp芯片作为处理器，也正成为一个非常活跃的研究方向。目前已研制的超声波测距仪中，量程一般为3-12m，美国AIRMAR公司生产的airducer AR30超声波传感器的作用距离可达30m，但价格昂贵，准确度方面已控制在测量误差的0.4%左右，与真值的差距在厘米级的范围内，若采用互相关或伪随机法，最高可控制在0.05m内，在提高精确度方面，超声波测距还有很大的发展潜力和上升空间[2]。 3 主要研究内容 设计出以单片机为核心控制声波测距仪系统。 （1）研究并总结超声波测距仪设计的基本方法及研究现状； （2）掌握以AT89S51芯片为核心的单片机系统的使用方法； （3）研究74LS04组成的超声波发射电路、声波处理模块、液晶显示等器件组成； （4）研究依据实际的测量精度要求添加温度补偿电路的方法。
简易超声波测距仪的设计
摘要 超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。 本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。 经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。 关键词AT89C51；超声波；测距
Abstract Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring,building construction site and some industrial scenes extensively. This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking AT89C51 as the core. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module. The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful and the real-time capability is satisfactory and by extension and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision. Key words AT89C51; Ultrasonic Wave; Measure Distance
超声波测距技术综述
文献综述 题目超声波测距技术综述学生姓名 专业班级 学号 院（系）电气信息工程学院指导教师 完成时间2014 年06月01日
超声波测距技术综述 摘要 我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远等特点，同时它是一种非接触式的检测方式，不受光线、被测对象颜色等影响，因此经常被用于距离的测量。超声测距技术在工业现场、车辆导航、水声工程等领域都具有广泛的应用价值，目前已应用于物位测量、机器人自动导航以及空气中与水下的目标探测、识别、定位等场合。因此，深入研究超声波测距的理论和方法具有重要的实践意义。 关键词超声波超声波测距车辆导航物位测量
1 引言 1.1 超声波简介 一般认为，关于超声的研究最初起始于1876年F1Galton的气哨实验。当时Galton 在空气中产生的频率达300K Hz,这是人类首次有效产生的高频声。而科学技术的发展往往与一些偶然的历史事件相联系。对超声的研究起到极大推动作用的是,1912年豪华客轮Titanic号在首航中碰撞冰山后的沉没，这个当时震惊世界的悲剧促使科学家们提出用声学方法来预测冰山，在随后的第一次世界大战中，对超声的研究得以进一步的促进。 近些年来，随着超声技术研究的不断深入，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。再加上其具有的高精度、无损、非接触等优点，超声的应用变得越来越普及。目前已经广泛的应用在机械制造、电子冶金、航海、航空、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。 而我国，关于超声波的大规模研究始于1956年。迄今，在超声的各个领域都开展了研究和应用，其中有少数项目已接近或达到了国际水平。 1.2 超声波测距简介 超声测距指的是利用超声波的反射特性进行距离测量，是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，如电磁的或光学的方法，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其它方法为高。超声波测距仪，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控和移动机器人的研制上，也可在潮湿高温，多尘等恶劣环境下工作。例如：液位、厚度、管道长度等场合。 超声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量，机器人视觉识别，倒车防撞雷达，海洋测量，物体识别等方面得到广泛的应用。超声波具有指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远的优点。与激光测距、红外线测距相比,超声波对外界光线、色彩和电磁场不敏感,更适于黑暗、
10米超声波测距仪设计实现
10米超声波测距仪设计实现 一、功能要求 设计一个超声波测距仪，可以测量测距仪与被测物体间的距离。要求测量范围0.1~10.00米，测量精度1cm，测量时与被测物体不接触，并将测量结果显示出来。 二、系统硬件电路 1．单片机系统及显示电路 单片机采用89C51或89S51。采用12MHz高精度晶振，以获得较稳定的时钟频率，减小测量误差。单片机用p1.0端口输出超声波换能器所需的40Hz方波信号，利用外中断0口监测超声波接受电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳极LED数码管，段码用74LS244驱动，位用PNP8550驱动。 2．超声波发射电路 主要由74LS04和超声波换能器T构成。这种推挽形式的方波信号可以提高发射强度。反相器并联提高驱动能力。上拉电阻R1、R2提高74LS04输出高电平的驱动能力。 3．超声波接收电路 CX20106A是接收38KHz超声波的芯片，可利用它做接收电路。 4．系统程序 超声波测距仪的软件主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序组成。 主程序：
开始 系统初始化 发送超声波脉冲 等待反射超声波 计算距离 显示结果 丢系统初始化，设置T0为方式1，EA=1，P0，P2清0。为避免超声波发射器直接接传送到接收器，需要延时0.1ms。由于时钟的频率是12MHz，计数器每计一个数就是1us。如果按声速344m/s，则d=c*t/2=172T0 cm 超声波发生子程序：通过P1.0端口发送2个左右超声波脉冲信号，脉宽12us，同时T0计数。 超声波测距仪利用中断0检测返回的超声波，一旦接收到返回的信号，立即进入中断。中断后就立即关闭T0停止计时。如果计数器益出则测试不成功。 3方案设计和选择 根据本次设计的要求，方案的选择应力求实用性强，性价比高，使用简单。 3.1 超声波测距的基本原理 谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波。超声波
位测量轮廓术中相位-高度映射系统标定的研究现状
第40卷 第7期 红 外 技 术 V ol.40 No.7 2018年7月 Infrared Technology July 2018 701 〈综述与评论〉 位测量轮廓术中相位-高度映射系统标定的研究现状 万安军1，林玉明2，赵勋杰1 （1. 苏州大学物理与光电·能源学部，江苏 苏州 215006；2. 朝阳广播电视大学，辽宁 朝阳 122000） 摘要：相位测量轮廓术在物体三维重建与检测技术中有着广泛的应用，其三维重建过程可分为3个部 分：结构光栅的产生和投影，相位提取与相位展开和相位-高度映射系统标定。相位-高度映射系统标 定对三维重建精度起到决定性的作用。因此，相位-高度映射系统标定成为相位测量轮廓术三维重建 研究中的热门课题。本文对三维重建和相位测量轮廓术的基本原理做简要介绍，然后详细介绍相位- 高度映射系统标定的研究现状。 关键词：三维重建；相位测量轮廓术；相位-高度映射；系统标定 中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1001-8891（2018）07-0701-06 Research Status of Phase-Height Mapping System Calibration in Phase Measurement Profilometry WAN Anjun 1，LIN Yuming 2，ZHAO Xunjie 1 （1. College of Physics , Optoelectronics and Energy of Soochow University , Suzhou 215006, China ; 2. Chaoyang Radio and TV University , Chaoyang 122000, China ） Abstract ：The phase measurement profilometry is widely used in three-dimensional reconstruction and detection of objects. The three-dimensional reconstruction process can be divided into three parts: generation and projection of structure grating, phase extraction and phase unwrapping, and phase-height mapping system calibration. Among them, the phase-height mapping system calibration plays an important role in the reconstruction accuracy. Therefore, it has become a hot topic in the research of three-dimensional reconstruction of phase measurement profilometry. This article briefly introduces the basic principles of three-dimensional reconstruction and phase measurement profilometry and then discusses the current research status of phase-height mapping system calibration in detail. Key words ：three-dimensional reconstruction ，phase measurement profilometry ，phase-height mapping ， system calibration 0 引言 三维重建技术是通过接触式和非接触式方式获得物体三维空间信息的方法和技术。根据待测物体与三维重建设备之间的位置关系可分为接触式三维重建技术[1]与非接触三维重建技术[2]；根据成像照明方式的不同可分为被动三维重建技术和主动三维重建 技术。其中，接触式三维重建技术最具代表性的就是三坐标测量机，它是通过移动探头与待测物体表面接触来获取接触点的三维坐标，最后通过大量的坐标点拟合出物体的三维形状，然后进行尺寸检测。三坐标机由于检测精度高、成本低、易操作等特点而被快速 发展。但是，由于需要与物体接触，使得探头易磨损，使用时间长了会降低三维重建的精度，测量速度很慢，不适合大面积物体的检测与测量，并且还不能检测柔性的物体等缺点，无法满足大部分行业的需求。 非接触式的三维重建以速度快，精度高，成本低等优点恰好弥补接触式的缺点，使得非接触式的三维重建得到飞速发展，大有取代接触式的趋势。 非接触式三维重建又可分为电磁学三维重建（如 万方数据
超声波测距器课程设计
《微机原理及应用》课程设计 超声波测距器的设计 学生姓名郝强 学号20110611113 学院名称机电工程学院 专业名称机械电子工程 指导教师王前 2013年12月27日
摘要 随着科学技术的快速发展，超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证超声波测距传感器的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。 关键词：超声波；传感器；测量距离；控制
目录 摘要 (2) 目录 (3) 1.设计目的 (4) 2.总体方案 (4) 3.硬件设计 (5) 3.1 超声波测距器硬件电路设计 (5) 3.2.1单片机芯片的选择 (6) 3.2.2AT89C51定时计数应用电路 (6) 3.3超声波发射电路设计 (6) 3.3.1选择超声波发生器类型 (6) 3.3.2 超声波发射电路设计 (7) 3.4超声波接收电路设计 (8) 3.5超声波显示电路设计 (9) 4.软件设计 (9) 4.1波测距器的算法设计 (10) 4.2系统的主控制程序设计 (11) 4.3发生子程序设计 (12) 4.4接收中断程序设计 (13) 4.5显示程序设计 (14) 4.6距离计算程序 (15) 5.结论 (17) 参考文献 (18)
毕业设计开题报告—超声波测距
毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号： 所在学院： 专业：通信工程 设计(论文)题目：基于STM32的超声波测距仪 指导教师： 2014年2月25日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一、课题研究背景、目的和意义 传感器技术是现代信息技术的主要内容之一，信息技术主要包括计算机技术、通信技术和传感器技术，计算机技术相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。比如温度传感器、光电传感器、湿度传感器、超声波传感器、红外线传感器、压力传感器等等，其中超声波传感器在测量方面有着广泛、普遍的应用。利用单片机控制超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。 超声波测距是一种典型的非接触测量方式。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。且超声波测距系统结构简单、电路易实现、成本低、速度快，所以在工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。 超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性、反射、折射、干涉、衍射、散射与物理紧密联系，应用灵活。它是一种指向性强，能量消耗慢的波。它在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，可解决超长度的测量。二、超声波测距仪的整体设计思路 超声波测距一般采用渡越时间法。超声波测距的实质是时间的测量，即：用超声脉冲激励超声探头向外发射超声波，同时接收从被测物体反射回来的超声波（简称回波），通过精确测量从发射超声波至接收回波所经历的射程时间t（渡越时间），按下式计算超声波探头与被测物体之间的距离S，即 S=12ct 其中，c 为空气介质中声波的传播速度。在常温下，超声波的传播速度为340 m/s，
基于STM32的温度测量系统
基于ST M32的温度测量系统 Tem p e ra tu re M e a su rem e n t S ys tem B a se d o n the S T M 32 曹圆圆 (华北电力大学控制科学与工程学院 河北保定 071003) [摘要] 介绍一种基于ST M32处理器的温度测量系统设计方案。以ST M32F103RBT6微控制器为核心,采用AD590作温度传感器,测量温度用四位数码管显示,能够同PC 机进行串口通信。具有体积小、精度高、处理能力强等特点。 [关键词] 温度测量;ST M32;AD590 [中图分类号] TP 273 [文献标志码] B 温度是日常生活与工农业生产中的一个重要参数,传统的温度计存在反应速度慢、测量精度不高以及读数麻烦等缺点,随着电子技术的发展,各种基于单片机的温度测量系统先后被提出。温度传感器AD590具有线性度好、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强等优点;鉴于目前AR M 微处理器在国内的广泛应用和广阔的发展前景,本文采用AD590温度传感器,基于一款AR M 微处理器ST M32F103RBT6作为系统核心,设计了一种温度测量系统。它不仅可以通过四位数码管直观显示00.00～99.99℃,还可以完成同PC 机的通信,并详细介绍了其硬件设计和相关程序编写。 1 系统结构 温度测量系统主要有温度测量、温度显示电路、 RS232串行通讯等模块。主控电路由ST M32F103RBT6 及其外围电路组成,是系统的核心部分,主要完成数据 的传输和处理工作。温度传感器采集的模拟信号,经 过处理器本身内嵌的ADC 进行A /D 转换后得到实时 温度数据,再经处理器相关处理后通过温度显示电路 进行实时显示,同时,处理器还可以实现与PC 机的通 信功能。 ST M32系列处理器是意法半导体ST 公司生产 的一种基于ARMv7架构的32位、支持实时仿真和跟 踪的微控制器。嵌入式处理器不能独立工作,必须给 它提供电源、时钟以及复位电路。这些提供给嵌入式 处理器运行所必须的条件电路与嵌入式处理器共同 构成了这个嵌入式处理器的最小系统。其他如JT AG 调试接口,在芯片实际工作时不是必须的,但本系统是利用JT AG 烧写在板F LASH,因此将其加入最小系统 。系统的整体结构框如图1所示。 图1 系统整体结构框图 2 硬件设计 2.1 ST M 32F 103RBT 6微控制器 ST M32F103RBT6是一款基于CORTEX -M3内 核、高性能、低成本、低功耗的微控制器,在软件和引 脚封装方面同其他ST M32系列处理器是兼容的。 它的时钟频率达到72MHz,能实现高端运算。 内嵌128K B F LASH 程序存储器。丰富的外设, UART 、SP I 等串行接口以及最大翻转率18MHz 的 GP I O 。更重要的是它拥有最快1 μs 转换速度的双12位精度ADC,此快速采集,高性能的ADC 非常适用于 数据的快速采集和快速处理上,这也是本系统选择它 作为核心控制器的一个重要原因。 如图2所示,ST M 32F103RB T6采用LQ FP64 封装,GP I O 中PA0(ADC_I N 0)引脚接入测温电路 输入的电压模拟信号,PA9和PA10引脚为串口输 入输出,PA1～PA4作为4个数码管的位选信号控 制,PC0～PC7输出信号接到数码管的段选引脚 上。 — 61— 《仪器仪表与分析监测》2010年第1期
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计 1总体设计方案介绍 1.1超声波测距原理 发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v 与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。 表1-1 超声波波速与温度的关系表 表1-1 1.2超声波测距仪原理框图如下图 单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED
显示。 图1-1 超声波测距仪原理框图 2 系统的硬件结构设计 硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管8550驱动。 2.1 51系列单片机的功能特点及测距原理 2.1.1 51系列单片机的功能特点 5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的工／O端I：IP0，
(完整版)基于stm32的温度测量系统
基于STM32的温度测量系统 梁栋 (德州学院物理与电子信息学院，山东德州253023) 摘要：温度是日常生活和农业生产中的一个重要参数，传统的温度计有反应缓慢，测量精度不高的和读数不方便等缺点，此外，通常需要人工去观测温度，比较繁琐，因而采用电子技术的温度测量就显得很有意义了。 面对电子信息技术的进步，生成了各种形式的温度测量系统。本文设计了一个基于以STM32为核心的温度测量与无线传送的系统，温度信息采集使用数字化温度传感器DS18B20，无线传输使用ATK-HC05蓝牙模块的智能测温系统。 关键词 STM32； DS18B20； TFTLCD；智能测温系统 1 绪论 在现代社会的生产生活中，人们对于产品的精度要求越来越高，而温度是人们在生产生活中十分关注的参数，因此，对温度的测量以及监控就显得十分重要。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度的偏差进而引发事故。如化工业中做酶的发酵，必须时刻了解所发酵酶的温度才可以得到所需酶；文物的保护同样也离不开温度的采集，不仅在考古文物的出土时间上，还是在档案馆和纪念馆中，温度的控制也是藏品保存关键，所以温度的检测对其也是具有重要意义的；另外大型机房的温度的采集，超出此范围会影响服务器或系统的正常工作等等。传统方式监控温度往往很耗费人力，而且实时性差。本文就设计了一个基于STM32的温度测量系统，在测量温度的同时能实现无线传输与控制。 STM32RBT6具有较低的价格、较高的测量精度、便捷的操作，同时在编程方面STM32也具有和其他单片机的优势之处，如51要求从基层编程，而STM32所有的初始化和一些驱动的程序都是以模板的形式提供给开发者，在此开发者只需要了些其他的模块功能和工作方式和少量的语法知识便可以进行编程，此优势不但节约了时间，也为STM32的发展做出了强有力的铺垫，而且STM32目前是刚刚被作为主流开发的单片机，所以其前景是无可估量的，这次毕业设计也是看好了其优越的发展趋势来选择的。 无线传输采用蓝牙技术，将采集的温度传输至终端，以此实现远程监控。利用“蓝牙”技术，能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据传输，其数据传输带宽可达1Mbps。综合考虑，在设计硬件时选择的软件是Altium Designer，该软件集成了电路仿真、原理图设计、信号完整性设计、分析等诸多功能，使用起来很方便。通过原理图的绘制，