洛阳师范学院 2013 届本科生毕业设计
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本课题所要研究的就是应用于工业现场的超声波测距装置，这些场合环境恶劣，
但对测距的精度要求并不是很高，且要控制制造成本，在这些方面，超声波测距完全
符合需要。
1.2 课题研究目的和意义
在实际应用中，一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷,
比如在有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境中，传统的距离测量方法就行不
通。相比之下超声波测距方法不受外界光及电磁场等因素的影响，在比较恶劣的环境
中也具有一定的适应能力，且结构简单、成本低，因此在工业自动化控制、建筑测量、
液位测量方面有着广泛的应用，研究超声波测距在现实生活中有着重大的意义。特别
是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的传播方向上的结构信
息很容易被检测出来，具有很高的分辨率，因而其准确度也较其他方法高，而且超声
波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。再次，超声波是一种指向性
强，能量消耗慢的波，决定了它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，同时可解决长距离的测量。超声波测距是利用计算超声波在被测物体和超声
波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大
范围内与频率无关。
同时单片机技术也成为主流，单片机技术的发展日趋成熟，作为高新技术之一的
单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出很强的生命力。它
和一般的集成电路相比有较好的抗干扰能力，对环境的温度和湿度都有较好的适应性，
可以在工业条件下稳定工作，也在智能仪表、实时控制、机电一体化、办公机械、家
用电器等方面都有相当的应用领域。现实中将测量技术、自动控制技术和单片机技术
相结合，充分发挥其数据处理功能和实时控制功能，使系统工作处于最佳状态，提高
系统的生产效率和产品质量。
所以，要设计体积小巧、成本较低、结构简单的超声波测距装置，就要结合主流
的单片机来设计，而且单片机的价格、体积完全符合要求，单片机的功能齐全，接口
众多，控制简单，充分利用单片机的片内资源即可在较少的外围电路的情况下构成功
能完善的超声波测距系统。所设计的系统必须成本较低，性能可靠，所用的元器件也
容易购买，并且利用超声波测距的原理，结合单片机的数据处理，可以使整体的电路
容易实现，工作稳定可靠，同时测量量程和精度也符合工业测距的需要。
1.3 可行性分析
超声波的指向性比较强、在空气中的传播距离较远、能量不易消耗、同时对光线、
灰尘、电磁场不敏感，因此超声波测距对环境的适应能力较强，可以用于环境恶劣的
工业测距中，同时工业测距对测量量程和精度要求并不高，且超声波测距装置的造价
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