超声波测距装置的设计

文档字数:16576,页数:41

摘 要

 本次毕业设计主要涉及超声波电子测距装置的设计。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距器，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，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。利用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，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
 本次设计要求测量时与被测物体无直接接触，测量范围在0.06～3.00m，测量精度1cm，使用MSP430F169作为核心控制器，，能够清晰稳定地用液晶显示测量结果，并能将数据上传至PC机以及控制命令的下传，上位机程序采用Visual C++编程，从而实现上下位机串口通信。
关键词：超声波；测距；串口通信；Visual C++；MSP430F169

Abstract

     This graduation design mainly involves the design of ultrasonic electronic distance measuring instruments. As the ultrasonic point to strong, energy consumption is slow, the spread in the medium distance,it is often used in ultrasonic distance measurements, such as range finders and material level measurement instrument and so on can be achieved by ultrasound. Ultrasonic range finder can be applied to car parking, construction sites, as well as the location of a number of industrial on-site monitoring can also be used in liquid level, well depth, pipe length measurement occasions. The use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient, easy to compute and easy to do real-time control, and measurement precision to achieve the requirements of industrial and practical, so the mobile robot has also been widely used.
  The internship required measurements had no direct contact with the measured object, measuring the range of 0.06 ~ 3.00m, accuracy 1cm, using the MSP430F169 as the core controller, being able to clearly and stable measurement results with the LCD. And it can upload data to the PC, as well as control commands to download，with PC program using Visual C + + programming，achieving serial communication up and down position.

Keywords: Ultrasound；Ranging；Serial Communication ；Visual C++ ；MSP430F169 

目  录
摘要 II
Abstract III
1 绪论 1
1.1背景 1
1.2研究内容 1
2  超声波测距原理  2
2.1 超声波的物理特性 2
2.1.1波长与辐射 2
2.1.2 反射 2
2.1.3 温度影响 3
2.1.4 衰减 3
2.2超声波测距方法 3
3  系统设计方案 4
4 系统硬件设计 5
4.1  单片机控制模块 5
4.1.1  MSP430 单片机的特点 5
4.1.2 相关使用模块 6
4.2  串口通信模块 7
4.2.1 MAX3232E简介 7
4.2.2 串口电路 7
4.3  超声波发射电路 8
4.3.1. CD4049简介 8
4.3.2发射电路 8
4.4  超声波接收电路 9
 4.4.1 NE5532简介 9
4.4.2.接受电路 10
5  下位机软件设计 11
5.1  总体设计 11
5.2 子程序设计 12
5.2.1超声波中断测距 12
5.2.2串口通信 12
6  串口通信简介 14
6.1 串口通信标准 14
6.2 RS-232 C串行接口标准 15
6.2.1 RS-232 C简介 15
6.2.2  RS-232C 串口通信接线方法 16
7  上位机软件设计 17
7.1  Visual C++简介 17
7.2 串口通信的主要参数 18
7.3上位机串口通信编程方案 19
7.4.编程实现 23
7.4.1总体设计 23
7.4.2界面设计 25
8  系统调试 30
8.1  超声波测距装置调试 30
8.2 上下位机联合调试 30
8.2.1 下位机 30
8.2.2 上位机 31
8.2.3 联调 32
9  总结 35
致谢 36
参考文献 37

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