arduino的超声波测距仪(附件)【字数：7372】
摘 要本论文设计了一款超声波测距仪系统，实现了对距离参数的非接触快速测量，能够达到0.1cm的测量精度，在测试过程中具有响应速度快和运行流畅的特点，为了提升这款数字式测距仪的使用体验，本课题还为这款测距仪控制系统配置了一个具有高清显示性能的显示屏，能够将测量到的距离数据直接显示给用户，避免了传统指针式读数误差大的弊端。这款系统是基于Arduino U3单片机开发平台的，因此它的整体性能非常高。在硬件系统方案设计方面，本论文将Arduino U3单片机作为控制核心，通过这种类型的含有八位数据运算能力的微型控制器来对外部的液晶屏显示电路和超声波传感器电路进行驱动控制，通过各个功能电路的高效有序工作，将各项功能指标进行执行。为了验证该系统设计的正确性和合理性，本次毕业设计还对这种类型的超声波测距仪控制系统进行了多层面的工作数据测试，在整个测量过程中，这种类型的超声波测距仪控制系统可以完美执行各项指标功能，符合预期要求，如果将其推向相关产品市场，利于降低其平均成本。
目录
一、 引言 1
（一） 超声波测距仪的发展背景 1
（二） 超声波测距仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 超声波测距仪的方案设计 3
（二） Arduino单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） HCSR04超声波传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 主控电路设计 6
（二） 距离测量电路设计 6
（三） 液晶显示电路设计 7
四、 系统软件设计 9
（一） 超声波测距仪的主程序流程设计 9
（二） 距离测量子程序设计 9
（三） 显示屏驱动子程序设计 10
总结 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元件列表 18
附录四 程序 19
引言
超声波测距仪的发展背景
本课题将要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
配置的该款超声波测距仪系统是基于微型控制器开发平台来实现的，在对该款智能型的超声波测距仪进行设计此前，这里有必要对这类控制系统和当今市场上的关联产品的历史上发展过程进行简略描述，以此能够使本文更清晰地描述本课题的意义和目的。大规模集成电路技术在最近几年来取得了巨大的进步，这种技术的兴起与发展在超声波测距仪控制系统的发展道路上起到了功不可没的作用，通过多方位的文献资料调阅之后我们可以清晰地知道，这种技术之所以能够促进超声波测距仪功效迅速发展主要分为下列一些原因，首先是大规模集成电路技术使得超声波测距仪软硬件内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上可以合成的基本元器件以及半导体器件越来越多，这样在单片芯片上就能够完成特别复杂的控制功能，大大降低了超声波测距仪系统内部电路板的面积，使超声波测距仪能够很容易实现嵌入式化。并且高度集成的芯片降低了内部电路相互之间的元器件空隙，使外界信号不容易对电路造成干扰，超声波测距仪在正常运行状态中能够更加稳定的执行每一条信号指令，大大提升了超声波测距仪的系统稳定性，另外一个关键作用则是对系统成本的压缩，因为大量的复杂电路都可以通过集成技术进行大量生产，因此过去很多原理结构都被集成到了芯片中，这样就基本上降低了系统研发成本，最终使得系统的整体造价得到控制。本论文将根据超声波测距仪发展背景以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在提升这个系统的性价比，使本设计具有较高的研发意义。
超声波测距仪的国内外发展现状
如今内地对超声波测距仪的研究内容主要放在了进一步掌握高端级别超声波测距仪的设计要领，由于当今市场上多数的上乘超声波测距仪产品需要进口，重要技术被国外个别研发机构掌握，因此价格迟迟降不下来，为此国内必须集中精力攻坚克难，需要将超声波测距仪的重要技术进行掌握，才能够大批量地将高性能产品推向市面，从而具有更高的竞争力。由于中高端的超声波测距仪现如今在市面上早已非常普遍，所以根据当前的科学发展现状，工程师不会再将过多的精力投入到怎样突破现状，而是正在探讨怎样通过更高端的主控芯片来对超声波测距仪进行操控，使得它的内部的大部分硬件驱动电路模块都可以集成在单片主控芯片中，这样在硬件电路系统上就可以实现越发微型化、嵌入式化的超声波测距仪。
本文主要研究内容
本文以“基于Arduino的超声波测距仪”作为研究课题，成功研发了一种Arduino单片机控制系统，将能够对距离参数的非接触快速测量，能够达到0.1cm的测量精度，本课题还需要为这款测距仪控制系统配置了一个具有高清显示性能的显示屏，能够将测量到的距离数据直接显示给用户，能够避免传统指针式读数误差大的弊端，本课题经过了硬件电路和软件代码程序的配置，最后能够使这种系统被设计出来，并经过多次的改进和升级，最后能够使它表现出来的性能非常高。
方案设计及元器件选择
超声波测距仪的方案设计
本课题研发的这款超声波测距仪控制系统拟将选用图中的系统框架，通过该框图实现对超声波测距仪系统硬件框架的搭建，其中Arduino单片机将作为主控核心，这种类型的超声波测距仪控制系统的所有指标需求将在Arduino单片机的控制下得以完成，LCD1602显示电路和距离测量电路等电路模块按照图中的信号流动关系来与Arduino单片机之间实现驱动，并为Arduino单片机提供外部信号。
为了能够实现对待测距离的非接触式测量指标，本课题采用了目前市面上方案最为成熟的超声波测距方式，在硬件层面配置了一个超声波传感器，它能够在Arduino单片机的驱动控制下实现对超声波的发射和接收，结合Arduino单片机内部定时器的计时功能，能够实现较高性能的测距性能。为了达到距离测量的功能，本课题选用了HCSR04型超声波传感器来作为核心部分，将其与Arduino单片机通过二线式串行接口进行连接，在软件层面上Arduino单片机将通过数字信号来实现对它内部电路的驱动控制。
目录
一、 引言 1
（一） 超声波测距仪的发展背景 1
（二） 超声波测距仪的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 超声波测距仪的方案设计 3
（二） Arduino单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） HCSR04超声波传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 主控电路设计 6
（二） 距离测量电路设计 6
（三） 液晶显示电路设计 7
四、 系统软件设计 9
（一） 超声波测距仪的主程序流程设计 9
（二） 距离测量子程序设计 9
（三） 显示屏驱动子程序设计 10
总结 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元件列表 18
附录四 程序 19
引言
超声波测距仪的发展背景
本课题将要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
配置的该款超声波测距仪系统是基于微型控制器开发平台来实现的，在对该款智能型的超声波测距仪进行设计此前，这里有必要对这类控制系统和当今市场上的关联产品的历史上发展过程进行简略描述，以此能够使本文更清晰地描述本课题的意义和目的。大规模集成电路技术在最近几年来取得了巨大的进步，这种技术的兴起与发展在超声波测距仪控制系统的发展道路上起到了功不可没的作用，通过多方位的文献资料调阅之后我们可以清晰地知道，这种技术之所以能够促进超声波测距仪功效迅速发展主要分为下列一些原因，首先是大规模集成电路技术使得超声波测距仪软硬件内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上可以合成的基本元器件以及半导体器件越来越多，这样在单片芯片上就能够完成特别复杂的控制功能，大大降低了超声波测距仪系统内部电路板的面积，使超声波测距仪能够很容易实现嵌入式化。并且高度集成的芯片降低了内部电路相互之间的元器件空隙，使外界信号不容易对电路造成干扰，超声波测距仪在正常运行状态中能够更加稳定的执行每一条信号指令，大大提升了超声波测距仪的系统稳定性，另外一个关键作用则是对系统成本的压缩，因为大量的复杂电路都可以通过集成技术进行大量生产，因此过去很多原理结构都被集成到了芯片中，这样就基本上降低了系统研发成本，最终使得系统的整体造价得到控制。本论文将根据超声波测距仪发展背景以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在提升这个系统的性价比，使本设计具有较高的研发意义。
超声波测距仪的国内外发展现状
如今内地对超声波测距仪的研究内容主要放在了进一步掌握高端级别超声波测距仪的设计要领，由于当今市场上多数的上乘超声波测距仪产品需要进口，重要技术被国外个别研发机构掌握，因此价格迟迟降不下来，为此国内必须集中精力攻坚克难，需要将超声波测距仪的重要技术进行掌握，才能够大批量地将高性能产品推向市面，从而具有更高的竞争力。由于中高端的超声波测距仪现如今在市面上早已非常普遍，所以根据当前的科学发展现状，工程师不会再将过多的精力投入到怎样突破现状，而是正在探讨怎样通过更高端的主控芯片来对超声波测距仪进行操控，使得它的内部的大部分硬件驱动电路模块都可以集成在单片主控芯片中，这样在硬件电路系统上就可以实现越发微型化、嵌入式化的超声波测距仪。
本文主要研究内容
本文以“基于Arduino的超声波测距仪”作为研究课题，成功研发了一种Arduino单片机控制系统，将能够对距离参数的非接触快速测量，能够达到0.1cm的测量精度，本课题还需要为这款测距仪控制系统配置了一个具有高清显示性能的显示屏，能够将测量到的距离数据直接显示给用户，能够避免传统指针式读数误差大的弊端，本课题经过了硬件电路和软件代码程序的配置，最后能够使这种系统被设计出来，并经过多次的改进和升级，最后能够使它表现出来的性能非常高。
方案设计及元器件选择
超声波测距仪的方案设计
本课题研发的这款超声波测距仪控制系统拟将选用图中的系统框架，通过该框图实现对超声波测距仪系统硬件框架的搭建，其中Arduino单片机将作为主控核心，这种类型的超声波测距仪控制系统的所有指标需求将在Arduino单片机的控制下得以完成，LCD1602显示电路和距离测量电路等电路模块按照图中的信号流动关系来与Arduino单片机之间实现驱动，并为Arduino单片机提供外部信号。
为了能够实现对待测距离的非接触式测量指标，本课题采用了目前市面上方案最为成熟的超声波测距方式，在硬件层面配置了一个超声波传感器，它能够在Arduino单片机的驱动控制下实现对超声波的发射和接收，结合Arduino单片机内部定时器的计时功能，能够实现较高性能的测距性能。为了达到距离测量的功能，本课题选用了HCSR04型超声波传感器来作为核心部分，将其与Arduino单片机通过二线式串行接口进行连接，在软件层面上Arduino单片机将通过数字信号来实现对它内部电路的驱动控制。
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