基于at89c51单片机的超声波测距仪的设计2

《基于at89c51单片机的超声波测距仪的设计2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、【摘要】AT89C51是一个低功耗的并且高性能的CMOS8位单片机，片内包括4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可重复擦写1000次的Flash只可读的程序存储器，采用的器件是高密度的，不易丢失存储技术制造，MCS-51兼容的标准指令系统以及80C51引脚的结构，通用的8位中央处理器和ISPFlash存储单元在芯片内集成，AT89C51广泛应用在非常多的嵌入式控制应用系统中。这次设计主要是利用AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器完成测距报警系统的制作，将AT89C51作为主控制芯片，

2、利用超声波对物体的感应，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，AT89C51发出指令控制蜂鸣器报警。【关键词】：AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器一、绪论1.1课题研究背景及意义随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。它主要有三类，一类是激光测距仪，是根据光电元件接收目标反射的激光束来计算出测距者到目标的距离。另一类是红外测距仪，利用红外线传播不扩散的原理进行测距，但方向性差。还有一

3、类是超声波测距仪，但也有局限性，传播需要介质，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，碰到障碍物后就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。-31-超声波测距是一种非接触可直接检测技术，它对光线和被测对象的颜色等没有要求，与其它仪器相比更卫生，更耐高温、等恶劣环境，具有少维护、可靠性高、寿命长等优点。利用超声波检测往往比较快捷、性能稳定、能够实现实时检测等优点，所以它广泛的应用在全自动机器人，汽车倒车雷达等研制方面。二、总体设计方案及论证2.1总体方案设计硬件设计和软件设计是本次设计主要部分。按模块划分可以分

4、为数据的采集、按键的控制、数码管的显示、蜂鸣器的报警这四个子模块。按电路结构划分可以划分为超声波发射与接收、蜂鸣器、单片机控制这几个电路。就这次设计的核心模块来讲，设计的中心单元就是51单片机，单片机应用系统的组成也是分为硬件和软件的。硬件主要包括单片机、输入设备和输出设备、以及外围应用电路等系统，软件则是设计工作是需要的各种程序的总称。研制单片机应用系统的过程分为总体方案设计、硬件电路设计、软件程序设计三个阶段。核心控制单元是采用的AT89C51单片机,当测出来的数值小于设定的距离时，主控芯片就会将测出来的数值与原本设定的数值进行比

5、较以及处理，并控制蜂鸣器报警。系统总体的设计方框图如图1所示。电源超声波传感器模块ATC89C51主控制器模块按键控制4位数码管显示模块蜂鸣器报警模块-31-三、硬件实现及单元电路设计3.1主控制模块设计硬件电路时，我选用的是40个引脚的AT89C51单片机,P1.0-P1.7口的是1kΩ的电阻，9脚接的是复位电路，P3.0-P3.3口接超声波，P3.4-P3.5口是16位的定时/计数器器，P3.6-P3.7是读写信号，18（XTAL2)和19(XTAL1)脚接的是时钟电路，20脚接地，P2.0-P2.3主要是接按键在进行测距时对距离

6、的设定，30脚地址锁存器，40脚接电源。最小系统的接线图如图2所示。硬件设计的电路总设计图主要是最小系统电路，报警电路，复位电路。从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件：AT89C51单片机、蜂鸣器、四个按键、四位数码管以及超声波传感器等。与40脚相接的发光二极管是电源工作指示灯。电路中用到4个按键，一个是设置键,一个是加键，一个是减键，另外还有一个是复位键。3.2电源设计对于电源部分的设计，我选用的是在板子上外接一个电池盒来实现电源的供给的，电池盒如图4所示。它可以内装3节1.5V的干电池进行供电，要注意的是在装电池时一定要注意电

7、池的正负极，不能将电池装反，否则电路不能工作。3.3超声波测试模块超声波部分的设计我是采用的现成的超声波测试模块（HC-SR04)，此模块可以提供2cm-400cm的测距功能，并且不需要接触就可以进行测量，测距精度最高可以达到3mm。该模块包含以下几个部分：超声波发射器、超声波接收器、控制电路。基本的工作原理是采用Trig口进行感触测距，提供至少10us的高电平信号；8个40khz的方波从此模块中自动发出-31-，自动检测信号是否有返回；若有信号返回，则通过Echo口来输出一个高电平，输出的高电平所持续的时间就是超声波从发射出去到反射

8、回来的时间。测试的距离=(高电平的时间*声速(340M/S))/2。超声波的实物如下图5。其中VCC是来供电源，GND表示地线，信号输入由TRIG触发控制，ECHO回响信号输出等四支线超声波探测模块（HC-SR04）的使