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课题基于单片机的超声波测厚仪设计摘要超声波技术具有可以快速准确地测量金属和非金属材料的厚度且无污染的优点，所以非常适用于复合材料、非金属、金属等多种材料制件的无损评价。
其穿透能力强的特点，可检测较大厚度范围的试件内部，也可扫查整个试件体积；特别是如果只可以通过单面接触，更能显示其优点。
本文设计了一种超声波测厚仪，它由AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、LM016L液晶显示屏、DS18B20温度传感器等部分组成。
基于原始超声波厚度测量，该设计考虑到温度变化可能引起的误差，采用了温度补偿的方法。
使用液晶显示画面显示厚度，若超过规定厚度范围则发出警告。
关键词：超声波测厚；AT89C51；温度补偿。
AbstractUltrasonic technology can quickly and accurately measure the thickness of metal and non-metal materials and pollution-free,so it is very suitable for nondestructive evaluation of composite materials,non-metal,metal and other materials.Its high penetration capability enables detection of the interior of a specimen over a wide range of thickness,as well as scanning of the entire specimen volume,especially if only one side of the specimen can be accessed. This paper designs an ultrasonic thickness measuring instrument,which is composed of AT89C51 microcontroller, HC-SR04ultrasonic sensor,LM016L liquid crystal display,DS18B20 temperature sensor and so on. Based on the original ultrasonic thickness measurement, the design takes into account the error caused by the temperature change and adopts the temperature compensation e LCD screen to display the thickness.If the thickness exceeds the specified range,a warning will be issued.Key words:ultrasonic thickness measurement; AT89C51; temperature compensation.目录第一章绪论.............................................................................................................................. - 1 -1.1 课题研究背景意义...................................................................................................... - 1 -1.2 超声波测厚仪的发展.................................................................................................. - 1 -1.3 本文结构安排.............................................................................................................. - 2 -第二章超声波测厚的基本原理.............................................................................................. - 3 -2.1 超声波的介绍.............................................................................................................. - 3 -2.2 超声波侧厚仪的原理.................................................................................................. - 4 -2.3 设计思路...................................................................................................................... - 6 -2.4 本章小结...................................................................................................................... - 7 -第三章硬件设计...................................................................................................................... - 8 -3.1 单片机模块.................................................................................................................. - 8 -3.2温度检测模块..............................................................................................................- 11 -3.3 超声波模块................................................................................................................ - 13 -3.4 蜂鸣器和指示灯报警电路........................................................................................ - 14 -3.5显示模块..................................................................................................................... - 15 -3.6 本章小结.................................................................................................................... - 16 -第四章软件设计.................................................................................................................... - 17 -4.1 Keil开发环境及开发语言 ......................................................................................... - 17 -4.2主程序模块................................................................................................................. - 19 -4.3 温度检测模块............................................................................................................ - 20 -4.4 超声波模块................................................................................................................ - 21 -4.5 显示模块.................................................................................................................... - 24 -4.6 本章小结.................................................................................................................... - 25 -第五章调试............................................................................................................................ - 26 -5.1 构建仿真环境............................................................................................................ - 26 -5.2 调试结果.................................................................................................................... - 27 -5.3 本章小结.................................................................................................................... - 28 -结论.......................................................................................................................................... - 29 -参考文献.................................................................................................................................. - 30 -致谢.......................................................................................................................................... - 31 -附录.......................................................................................................................................... - 32 -第一章绪论1.1 课题研究背景意义测厚仪器大量应用于工业测量环境中，其中基于超声波技术的测厚仪使用更为广泛。
本科学生毕业设计基于单片机的便携式心率测试仪的设计The Graduation Design for Bachelor's DegreePortable Heart Rate MeasuringInstrument Based on MCUCandidate：Specialty：Class：Supervisor：Lecturer Li JingHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
便携式电子称设计摘要如今人们都追求高质量的生活，但质量高低，得有个评判的标准，于是，电子称诞生了。
电子称具有称重精确度高，简单实用，携带方便，成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点，是人们日常生活购物称重的首选。
电子称电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。
本课程设计采用单片机 AT89S52 为控制核心，实现了电子称的基本控制功能。
本设计慎重考虑了单片机、测量电路、A/D转换器等元器件的选择，然后进行了电子称的硬件部分、软件部分设计，并给出了相关的汇编语言程序。
关键词 AT89S52 压力传感器 A/D转换器 LCD显示器目录1 绪论 ............................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 电子称重技术的发展........................................................ 错误!未定义书签。
1.2 电子称的组成.................................................................... 错误!未定义书签。
1.2.1 电子称的基本结构................................................ 错误!未定义书签。
1.2.2 电子称的工作原理................................................ 错误!未定义书签。
1.2.3 电子称的计量性能................................................ 错误!未定义书签。
1.3 设计思路 ......................................................................... 错误!未定义书签。
厚度测量仪使用说明书使用说明书1. 引言感谢您选择我们的厚度测量仪。
本使用说明书将详细介绍仪器的使用方法、注意事项和维护保养等内容，帮助您正确高效地使用该设备。
2. 产品概述2.1 产品名称：厚度测量仪2.2 适用范围：该仪器可用于测量各类材料的厚度，如金属、塑料、橡胶等。
2.3 主要特点：- 高精度：采用先进的测量技术，具有极高的测量精度。
- 易操作：简单直观的操作界面，易于上手。
- 多功能：支持多种测量模式和单位，满足不同需求。
- 轻便便携：小巧轻便的设计，方便携带和使用。
3. 使用方法3.1 准备工作在开始使用厚度测量仪之前，请确保：- 仪器已充电或连接电源。
- 测量探头已经插好，并固定在需要测量的表面上。
- 选择合适的测量模式和单位。
3.2 测量步骤以下为一般的测量步骤，具体操作细节可能因仪器型号略有不同，请参考实际仪器的说明书。
步骤1：打开电源，启动仪器。
步骤2：选择测量模式和单位，根据需要调整相关参数。
步骤3：将测量探头对准待测表面，确保与表面保持接触。
步骤4：触发测量，等待测量结果显示在屏幕上。
步骤5：记录测量结果，可以进行多次测量取平均值以提高准确性。
步骤6：完成测量后，关闭仪器并合理存放。
4. 注意事项4.1 安全使用- 请勿将测量仪用于禁止使用的环境或材料上，以免造成设备损坏或测量结果不准确。
- 使用过程中请注意避免接触到物体表面的尖锐、粗糙物品，以防刮伤探头或影响测量结果。
- 若测量过程中出现任何异常情况，请立即停止使用，检查原因并联系维修部门。
4.2 保养维护- 定期检查并清洁探头，保持其表面的清洁与光滑。
- 请勿随意拆卸或更换仪器零部件，以免影响性能或导致设备损坏。
- 长期不使用时，请妥善存放在干燥、通风的环境中，避免高温、潮湿等条件。
5. 常见问题解答在使用厚度测量仪的过程中，您可能会遇到以下问题，请参考以下解答：Q：仪器显示不正常，无法正常启动。
A：首先确保电源充足，并检查电池连接是否良好。
图1 超声波脉冲回波法测厚的工作原理图传播[2-3]。
本系统利用超声波的反射性特点，可以在被测样品的表面放置一个超声波的发射探头和一个超声波的接收探头，当超声波信号到达样品另一面时，由于超声波的反射性，会有一部分超声波反射回来，反射信号由接收探头接收。
此时，可以计算超声波发射探头发射信号到超声波接收探头收到信号的时间差，当发射端发射信号后，时间差再与超声波的声速在此种媒介中的传播速度相乘，此时得到的数据即为被测物体厚度值的2倍。
电流和放电电流可以流经不同的回路，充电电流只流经R1，VCC则可以通过R1、D1向电容C充电，充电时间T1为：CRT11693.0= (1)而放电电流只流经R2，电容通过D2、R2及NE555中的三极管T放电，放电时间大小为0.693R2C，因此，可得振荡电路的频率为：图3 NE555芯片电路图4 驱动电路的电路图图2 系统硬件结构图CR R T f )(443.1121+== (2)电路输出波形的占空比为：211R R R D += (3)通过计算，要得到40k H z 左右的信号，需取C=0.01μF ，R 1=R 2=1.6k Ω。
本系统采用74LS04芯片作为驱动电路，当系统振荡电路产生了40kHz 脉冲信号条件下，可以生成频率为40kHz 的方波信号[7]。
其中，驱动电路的电路图如图4所示。
2.2 接收电路本系统采用CX20106A 芯片处理接收到的超声波信号。
CX20106A 是我们生活中常用的一款红外线检波接收芯片，例如，家用电视的红外遥控接收器就会用到CX20106A 芯片[8]。
由于测距超声波频率40kHz 与红外遥控常用的载波频率38kHz 比较接近，所以，本系统基于CX20106A 芯片的超声波检测电路可以满足设计需算平均值。
实现实时检测厚度的要求若按下“记录”测量信息记录下来并在液晶屏上显示统的实时检测。
3.1 超声波发射程序设计在测厚仪的测量过程中一步，如果发射电路不运行当初始化完成后到“启动”按键按下后芯片一个启动信号路，可以生成40kHz 生超声波信号。
