便携式多功能测距仪的设计【字数：13386】
论文提交日期 2019年5月10日 摘 要随着当下科学技术的提高和发展，我国出现了许多种类的测量工具，比如单一式、复合式等相关仪器；但这些仪器要么功能单一，要么测量精度不准确，要么不方便携带都不能很好的满足当下使用要求。如果要测量其他指标；就需要更换其它仪器；不是很方便。为了提高测量水平，这时需要更先进的仪器取代它，来解决这些缺点。 正是因为如此，此次的毕业设计主要是以51单片机为基础的便携式多功能测距仪的设计；以此来解决当下测量仪器的功能简单、不方便携带等相关缺点，同时，实现测温度、湿度、距离、实时播报测量数据等优点。本次课题是以51单片机为核心，将HC-SR04、DHT11、SYN6658相结合；利用超声波在空气传播的原理来测量距离，利用DHT11中的测温和测湿元件来测量温度、湿度，并且加入来显示模块，方便我们记录数据；与传统的测量仪器相比功能更加具有多样性，也方便我们携带，以此来提高测量水平。
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2课题研究现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
2.总体设计方案 3
2.1便携式多功能测距仪课题任务 3
2.2 方案论证 3
2.3系统总体结构设计 3
3.便携式多功能测距仪硬件系统设计 5
3.1单片机最小系统设计 5
3.1.1AT89C51单片机介绍 5
3.1.2单片机最小系统电路设计 6
3.2显示电路设计 7
3.2.1显示模块的选择 7
3.2.2 1602数字液晶显示电路设计 8
3.3测距电路设计 9
3.3.1测距传感器选择 9
3.3.2 HCSR04特性 10
3.3.3 HCSR04引脚和电气参数 10
3.3.4 HCSR04工作原理 11
3.3.5 HCSR04时序图 12
3.3.6 HCSR04电路设计 12
3.4温湿度检测电路设计 13
3.4.1测温、湿度传感器选择 13
3.4.2 DHT11特性 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.4.3 DHT11引脚和电气参数 14
3.4.4 DHT11工作原理 14
3.4.5 DHT11电路设计 15
3.5语音播报电路设计 16
3.5.1语音播报芯片选择 16
3.5.2 SYN6658特性 17
3.5.3 SYN6658工作原理 17
3.5.4 SYN6658电路设计 17
3.6按键模块电路设计 18
3.7报警电路设计 19
4.便携式多功能测距仪软件系统设计 21
4.1主程序设计 21
4.2显示模块程序设计 21
4.3测距模块程序设计 24
4.4测温度、湿度模块程序设计 25
4.5语音播报模块程序设计 26
4.6按键模块程序设计 27
4.7报警电路程序设计 28
5.系统调试 30
5.1系统软件设计概述 30
5.2调试方案 32
5.3显示模块调试 32
5.4测距模块调试 32
5.5测温、湿度模块调试 33
5.6按键模块调试 33
5.7便携式多功能测距仪总系统调试 34
5.8调试过程中问题及解决措施 34
6.总结 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
附录1 硬件电路图 39
附录2 元器件表 40
附录3 程序 41
1.绪论
1.1课题研究的背景及意义
现今，人们的生活开始走向科技化，而这些技术的发展离不开自动化技术，通过这些技术可以提高企业的生产效率，充分利用电气自动化技术来改善人们的生活。
科学技术的进步，带动了电气自动化技术的发展；比如：在测量领域的应用，来降低人们的工作量；在自动化产线的应用，来提高企业的生产效率；真正的做到了电气工程自动化；同时推动了工业发展的进程。电气自动化作为一种高新的技术，它的出现将科技的应用推向顶峰。
本次课题主要探讨电气自动化技术在测量领域方面的应用，以此，来提高当下的测量水平；虽然，现在超声波测距、雷达测距已经运用娴熟，但是它们的功能比较单一，并不能很好的适应市场的需要。所以，我们要将现有超声波测距技术和别的测量技术相结合，突破传统测量技术的局限。那么将超声波测距技术与什么测量技术相结合就是我们需要解决的问题；现在，市场上有许多传感器可以充当测量仪，我们可以随便选择一种与之相结合，前提是可以实现测距离、温度、湿度与一体，并且具有一定的实用价值，要不然本次的设计毫无意义。
1.2课题研究现状
在很早的时候，人们就开始对电气自动化技术进行探索和研究，当电气时代的到来，电气自动化技术得到了人们的青睐，满足工业生产和企业的需要，电气自动化技术也需要不断地与时俱进。
现今，有许多的测量仪器如利用超声波测距、利用雷达测速、测温仪等相关仪器；在这些方面虽然已经运用得很成熟，但这些无一例外都功能简单而且不方便携带，测量的精度不是很准确。如果想要测量其他的，就需要更换其他的仪器，不是很方便。针对这些问题，我们需要进行不断的突破，来实现测量技术的发展。
进入21世纪以来，我国虽然在单一的测距或者测温等方面已经取得来不错的成就，但是，与西方国家复合式的测距仪相比还是有很大差距的。所以，我们需要不断的进行创新，可以实现一个仪器既可以测量温度，又可以测量温湿度；之所以想把这三个测量因素结合在一起，是因为我们在生活中离不开这些东西。如果，可以实现测温度、湿度、距离于一体，那么对我国电气自动化技术的发展并且进一步使自动化技术走出国门，能够在国际上占有主导地位，有着深远的影响。
每一项新技术的出现都是为了解决生活中的难题，正是因为这样，设计出集多种功能于一体的测距仪,既可以测温度，又可以测湿度，也可以测距离。本次课题主要目标就是研究怎样设计出集多种功能于一体的便携式多功能测距仪。
1.3课题研究的主要内容
本次课题以51单片机为最小系统，通过对各种传感器的选型，来确定选用什么传感器作为测量元件，以实现多功能测距。目前，现在已经有许多测量仪器了，本次设计在已有的测量仪器基础进行创新和融合，实现测距离、温度、湿度于一体的测量仪器；研究的主要内容如下：
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2课题研究现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
2.总体设计方案 3
2.1便携式多功能测距仪课题任务 3
2.2 方案论证 3
2.3系统总体结构设计 3
3.便携式多功能测距仪硬件系统设计 5
3.1单片机最小系统设计 5
3.1.1AT89C51单片机介绍 5
3.1.2单片机最小系统电路设计 6
3.2显示电路设计 7
3.2.1显示模块的选择 7
3.2.2 1602数字液晶显示电路设计 8
3.3测距电路设计 9
3.3.1测距传感器选择 9
3.3.2 HCSR04特性 10
3.3.3 HCSR04引脚和电气参数 10
3.3.4 HCSR04工作原理 11
3.3.5 HCSR04时序图 12
3.3.6 HCSR04电路设计 12
3.4温湿度检测电路设计 13
3.4.1测温、湿度传感器选择 13
3.4.2 DHT11特性 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.4.3 DHT11引脚和电气参数 14
3.4.4 DHT11工作原理 14
3.4.5 DHT11电路设计 15
3.5语音播报电路设计 16
3.5.1语音播报芯片选择 16
3.5.2 SYN6658特性 17
3.5.3 SYN6658工作原理 17
3.5.4 SYN6658电路设计 17
3.6按键模块电路设计 18
3.7报警电路设计 19
4.便携式多功能测距仪软件系统设计 21
4.1主程序设计 21
4.2显示模块程序设计 21
4.3测距模块程序设计 24
4.4测温度、湿度模块程序设计 25
4.5语音播报模块程序设计 26
4.6按键模块程序设计 27
4.7报警电路程序设计 28
5.系统调试 30
5.1系统软件设计概述 30
5.2调试方案 32
5.3显示模块调试 32
5.4测距模块调试 32
5.5测温、湿度模块调试 33
5.6按键模块调试 33
5.7便携式多功能测距仪总系统调试 34
5.8调试过程中问题及解决措施 34
6.总结 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
附录1 硬件电路图 39
附录2 元器件表 40
附录3 程序 41
1.绪论
1.1课题研究的背景及意义
现今，人们的生活开始走向科技化，而这些技术的发展离不开自动化技术，通过这些技术可以提高企业的生产效率，充分利用电气自动化技术来改善人们的生活。
科学技术的进步，带动了电气自动化技术的发展；比如：在测量领域的应用，来降低人们的工作量；在自动化产线的应用，来提高企业的生产效率；真正的做到了电气工程自动化；同时推动了工业发展的进程。电气自动化作为一种高新的技术，它的出现将科技的应用推向顶峰。
本次课题主要探讨电气自动化技术在测量领域方面的应用，以此，来提高当下的测量水平；虽然，现在超声波测距、雷达测距已经运用娴熟，但是它们的功能比较单一，并不能很好的适应市场的需要。所以，我们要将现有超声波测距技术和别的测量技术相结合，突破传统测量技术的局限。那么将超声波测距技术与什么测量技术相结合就是我们需要解决的问题；现在，市场上有许多传感器可以充当测量仪，我们可以随便选择一种与之相结合，前提是可以实现测距离、温度、湿度与一体，并且具有一定的实用价值，要不然本次的设计毫无意义。
1.2课题研究现状
在很早的时候，人们就开始对电气自动化技术进行探索和研究，当电气时代的到来，电气自动化技术得到了人们的青睐，满足工业生产和企业的需要，电气自动化技术也需要不断地与时俱进。
现今，有许多的测量仪器如利用超声波测距、利用雷达测速、测温仪等相关仪器；在这些方面虽然已经运用得很成熟，但这些无一例外都功能简单而且不方便携带，测量的精度不是很准确。如果想要测量其他的，就需要更换其他的仪器，不是很方便。针对这些问题，我们需要进行不断的突破，来实现测量技术的发展。
进入21世纪以来，我国虽然在单一的测距或者测温等方面已经取得来不错的成就，但是，与西方国家复合式的测距仪相比还是有很大差距的。所以，我们需要不断的进行创新，可以实现一个仪器既可以测量温度，又可以测量温湿度；之所以想把这三个测量因素结合在一起，是因为我们在生活中离不开这些东西。如果，可以实现测温度、湿度、距离于一体，那么对我国电气自动化技术的发展并且进一步使自动化技术走出国门，能够在国际上占有主导地位，有着深远的影响。
每一项新技术的出现都是为了解决生活中的难题，正是因为这样，设计出集多种功能于一体的测距仪,既可以测温度，又可以测湿度，也可以测距离。本次课题主要目标就是研究怎样设计出集多种功能于一体的便携式多功能测距仪。
1.3课题研究的主要内容
本次课题以51单片机为最小系统，通过对各种传感器的选型，来确定选用什么传感器作为测量元件，以实现多功能测距。目前，现在已经有许多测量仪器了，本次设计在已有的测量仪器基础进行创新和融合，实现测距离、温度、湿度于一体的测量仪器；研究的主要内容如下：
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