基于单片机的超声波测距仪论文

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1、目录1引言21.1目的和意义21.2本系统主要研究内容22.总体方案论证与设计42.1主控模块42.1.3STC89C52单片机的中断系统72.1.4STC89C52单片机的定时/计数器72.2LCD液晶显示器简介72.2.1液晶原理介绍72.2.2液晶模块简介82.2.3液晶显示部分与STC89C52的接口92.3键盘模块设计102.4蜂鸣器模块设计103.超声波模块设计113.1超声波的基本理论113.1.1超声波的传播速度113.1.2超声波的物理性质113.1.3超声波对声场产生的作用123.1.4超声波传感器

2、133.2超声波发生接收模块设计133.2.1收发分立集成超声波探头HC-SR04133.2.2HC-SR04总体性能分析143.2.3HC-SR04的测量精度和稳定性153.2.4HC-SR04的测量距离153.3温度矫正电路154.系统软件设计174.1系统软件总体设计174.2程序设计原理175.系统调试195.1硬件调试195.2软件调试195.3调试结果196.结论20参考文献21附录22系统整体原理图22系统PCB设计图22系统源程序23基于单片机的超声波测距仪摘要：本设计是以单片机技术为基础，实现对前方物

3、体距离的测量。根据超声波指向性强,能量消耗慢,在介质中传播距离远的特点,利用超生波传感器对前方物体进行感应，经过单片机中的程序对超声波传感器发射和接收的超声波信号进行分析和计算处理，最后将处理结果在LCD1602上显示。STC89C52单片机的超声波测距系统,此系统根据超声波在空气中传播反射原理,把超声波传感器作为接口部件,利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离,设计了一套超声波检测系统。该系统设计主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等四个基本模块构成，用接收部分接收超声波。本设计利用两个中断

4、，在发射信号时，打开定时器中断0和外部中断0使定时器计时，接收到发射超声波信号时，外部中断0关闭中断，这时定时器中断0计录的时间就为超声波传播经过测距仪到前方物体的来回时间。利用公式S=T×V／2（V为超生波传播速度，本设计设定值340m/s）,经过单片机处理得到距离值S并且通过LCD1602显示出来。除此外系统还能显示系统的实时时间。关键词：STC89C52，独立键盘，LCD显示管，蜂鸣器。1引言1.1目的和意义由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、

5、腐蚀气体等恶劣环境，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰等恶劣环境有一定的适应能力。具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高料位测量、车辆自动导航、物体识别与定位、车辆安全行驶辅助系统乃至地形地貌探测等许多领域中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。因此，超

6、声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。1.2本系统主要研究内容本系统设计制作一个基于单片机的超声波测距仪。能实现以下几种功能：（1）键盘扫描，通过单片机检测用户

7、按下的是哪个按键并执行相应的功能。（2）通过超声波测距模块检测超声波模块到障碍物之间的距离，并在LCD1602上显示上一次测量的距离.（3）通过单片机采集DS1302的数据，并在液晶屏幕上显示实时的年月日时分秒，并可以通过按键设置时间。2.总体方案论证与设计本系统以STC89C52单片机为控制核心，对系统进行初始化，主要完成对键盘的响应、数码管显示等功能的控制，起到总控和协调各模块之间工作的作用。单片机通过驱动蜂鸣器发响声。图2-1系统结构框图本系统结构如图2-1所示，本设计可分为以下模块：单片机主控模块、键盘模块、超

8、声波模块、液晶模块、温度测量模块。下面对各个模块的设计方案逐一进行论证分析。2.1主控模块STC89C52单片机最初是由Intel公司开发设计的，但后来Intel公司把51核的设计方案卖给了几家大的电子设计生产商，譬如SST、Philip、Atmel等大公司。如是市面上出现了各式各样的但均以51为内核的单片机，倒是Intel公司自