嵌入式超声测距系统设计

论文摘要

本文主要介绍了基于AVR单片机的嵌入式超声测距系统设计,主要实现的功能为由矩阵薄膜键盘键入安全距离并由数码管显示,测试距离由LCD显示,对DS18B20进行温度采集,显示在LCD上并对超声测距进行温度补偿处理,从而确定超声波传播速度,当测试距离小于安全距离时,LED灯闪烁报警。本次设计的硬件运行平台采用的是ATMEL公司推出的ATmega128单片机,超声波探头、矩阵薄膜键盘、LCD显示屏、DS18B20温度传感器是通过插针与设计好的硬件平台连接的。首先进行温度检测,根据当前温度值确定超声波的传播速度,做一个温度补偿,然后由ATmega128发送一个高电平触发超声波发送探头,由接收探头返回一个高电平,高电平持续时间与超声波往返时间相同,软件实现过程中只需计算回波持续时间即可,继而通过T1定时/计数器计时并计算障碍物距离,在LCD上显示距离并通过串口通信向PC机上传数据,最后将测试距离与由键盘输入的安全距离进行比较,小于安全距离时由ATmega128引脚交替输出高低电平控制LED灯闪烁报警。该系统能够正常运行,实现了距离的检测,显示以及数据上传,对比等功能,系统运行结果正确,证明设计思路正确。

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第1章绪论

1.1 AVR单片机的发展过程及现状

1.1.1 AVR单片机的形成由来

1.1.2 AVR单片机的现状

1.2 超声波技术发展概况及现状

1.2.1 超声波技术的发展史

1.2.2 超声波技术的现状

1.3 论文的结构

第2章开发工具介绍

2.1 硬件开发工具

2.1.1 AD6.9 简介

2.1.2 AD6.9 的使用简介

2.2 软件开发工具

2.2.1 ICCAVR集成开发环境简介

2.2.2 ICCAVR特点

2.3 下载烧录工具

2.3.1 AVR Studio简介

2.3.2 AVR Studio的使用

2.4 仿真工具

2.4.1 Protues简介

2.4.2 Protues的使用

2.4.3 Protues的特点

第3章系统硬件设计

3.1 总体设计

3.2 CPU选型及其引脚分配

3.2.1 ATmega128 简介

3.2.2 ATmega128 引脚分配

3.3 ATmega128 单片机硬件结构简介

3.3.1 ATmega128 的内核

3.3.2 ATmega128 的存储器

3.3.3 ATmega128 的中断及中断响应

3.3.4 ATmega128 的定时器/计数器

3.3.5 ATmega128 的总线接口

3.3.6 TWI总线接口

3.4 原理图设计

3.4.1 电源模块

3.4.2 复位电路

3.4.3 外部时钟晶振电路

3.4.4 JTAG下载端口

3.4.5 LED 驱动电路

3.4.6 MAX232 通信电路

3.4.7 DS18B20 温度检测模块

3.4.8 外接字符点阵LCD液晶显示模块

3.4.9 矩阵键盘及数码管动态显示专用电路

3.4.10 超声波测距模块

3.5 硬件平台的PCB

3.6 硬件设计中的问题总结

第4章系统软件设计

4.1 单片机C语言程序设计技术简介

4.1.1 标示符和关键字

4.1.2 基本数据类型、常量和变量

4.1.3 程序中的语句种类

4.2 总体设计

4.2.1 主程序设计

4.2.2 I/O端口初始化模块

4.2.3 LCD液晶显示程序模块

4.2.4 串口通信程序模块

4.2.5 延时函数模块

4.2.6 ZLG7290 专用电路模块

4.2.7 DS18B20 温度检测模块模块

4.3 问题总结

第5章系统仿真

5.1 仿真电路

5.2 仿真实现

第6章系统运行

6.1 程序下载过程

6.1.1 硬件下载连接

6.1.2 下载过程

6.2 系统运行结果

结论

参考文献

硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 鄂禹蒙

导师: 周越

关键词: 超声波测距,单片机,温度补偿,通讯

来源: 沈阳理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机硬件技术

单位: 沈阳理工大学

分类号: O426.9;TP368.1

DOI: 10.27323/d.cnki.gsgyc.2019.000010

总页数: 86

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