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超声波测距语音提示系统的研究

摘要:测距技术是一种非常方便的非接触式测量方式。本文对基于单片机系统组成的超声波测距仪进行了详细的介绍。

系统以单片机AT89C51为控制核心，采用语音芯片ISD2590 构成语音电路,实现了测量结果语音化,并在分析了超声波测距原理的基础上，指出了设计测距仪的思路和所需考虑的问题，给出了实现超声波测距硬件设计和软件设计。超声波传播的速度随温度的变化而变化。为了准确计算出超声波的实时传播速度,系统采用DS18B20 温度传感器测量环境温度。该设计系统经校正后，其测量精度可达0.01米。

为了提高远距离测量的精度,系统设计了AGC电路。为了减小偶然因素对测量结果的影响,系统每次测距都连续测量10 次,取平均值作为测量的结果。实践证明:该测距仪具有较高的测量精度和很高的推广价值。

关键词：超声波；ISD2590；AT89C51；DS18B20

摘要 Ⅰ

目次 Ⅳ

1.绪论 1

1.1课题的现状与发展趋势和意义 1

1.1.1课题的现状与发展趋势 1

1.1.2课题的意义 1

1.2本课题应解决的主要问题 1

2. 超声波测距的基本原理及实现方法 2

3.方案论证 3

3.1 基于单片机电路的设计的选择 3

3.1.1　单片机的选择 3

3.1.2 AT89C51单片机的设计 3

3.2 超声波发送模块设计方案 5

3.3 超声波接收器的设计方案 5

3.3.1信号放大电路的方案论证 5

3.3.2波形变换电路 6

3.4温度测量的方案的选取 6

3.5 语音电路的方案的选取 6

3.6 MAX7219显示电路和串行通信接口的设计 6

3.6.1 基于MAX7219的6位共阴极数码管显示 6

3.6.2串行通信接口的设计 7

4.超声波测距仪的硬件设计 8

4.1 超声波发送模块设计 8

4.2 超声波接收器的设计 9

4.3 基于DS18B20的温度测量电路 10

4.3.1 DS18B20的简介 10

4.3.2 DS18B20的温度计算 10

4.3.3 DS18B20的寄存器分布和指令 10

4.3.4 基于DS18B20的测量电路 11

4.4 基于MAX7219的6位共阴极数码管显示 12

4.4.1 MAX7219的硬件电路和原理 12

4.5 基于MAX232的电路设计 14

4.6 基于IDS2590的语音测量电路 14

5. 超声波语音测距仪的软件设计 16

5.1 超声波测距器的算法设计 16

5.2 DS18B20的接口程序设计 17

5.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 18

5.4 语音录音子程序和放音子程序的设计 18

6．开发工具与调试 22

6.1开发工具和平台的选择 22

6.2 系统的调试 22

7.超声波语音测距系统总程序 23

结论 39

参考文献 40

致谢 41