基于at89c51单片机超声波测距仪的设计

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1、.基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计BASEDONAT89C51ULTRASONICRANGEFINDERDESIGN学生姓名学院名称专业名称指导教师...摘要超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的，其频率在20000Hz以上。由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点，因此常用于测量物体的距离。本文介绍了基于AT89C51单片机的超声波测距仪的软硬件设计，整个系统分为单片机控制模块、发射模块和接收模块组成。程序采用模块化设计，由主程序、预

2、置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。超声探头接收的信号经单片机综合分析处理后，实现了超声波测距仪的各种功能。关键词超声波AT89C51测量距离...目录1绪论11.1研究背景11.2研究内容12相关知识22.1超声波发生器22.2.单片机的任务22.3AT89C51单片机主要特性和引脚功能23理论分析与计算53.1测量与控制方法53.3超声波测距误差分析64系统硬件电路设计84.1单片机系统及显示电路84.1.174LS244的简介94.2超声波发射电路94.3超声波监测接收

3、电路104.4显示电路原理115系统软件设计125.1主程序125.2超声波发生子程序和接收子程序135.3超声波的接收与处理146单片机系统的可靠性156.1测试单片机系统的可靠性156.2单片机的抗干扰性157软硬件调试167.1调试167.2提高精度的方案及系统设计168系统的扩展188.1DS18B20的简介188.11DS18B20的主要特性188.12DS18B20的外形和内部结构188.13DS18B20的工作原理198.14DS18B20有4个主要的数据部件198.2DS18B2

4、0与单片机的连接208.3DS18B20与51单片机的连接程序21结论27致谢28...参考文献29附录30附录1电路原理图30附录2程序源代码31...1绪论1.1研究背景由于社会不断进步发展，许多传统的测距方法已经无法满足我们的需求，例如在井深，液位，管道长度等场合。还有在很多要求实时测距的情况下，传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是，在这种情况下一种新的测距方法诞生了---超声波测距。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和

5、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。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域也有广泛地应用。此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占具重要地位。1.2研究内容超声波测距仪主要以单片机AT89C51为核心，其发射器是利用压电晶体的谐振带动周围空气振动来工作的.

6、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，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。一般情况下，超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即s=340×t/2。本系统的一个亮点就是利用超声波测量距离，超声波具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。...2相关知识2.1超声波发生器我们知道，由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介

7、质中传播的距离比较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也比较简单，并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等，它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同，目前在近距离测量方面较为常用的是压电式超声波换能器。2.2.单片机的任务单片机的任务是指以单片机为核心，构建硬件部分和软件部分组成，

8、配以一定的外围电路和软件，实现某几种功能，完成相应的任务。硬件是系统的基础，软件则是在硬件的基础上对其合理的调配和使用，从而完成应用系统所要完成的基础。一般来讲，所要完成的任务不同，相应的硬件配置和软件配置也就不同。因此，单片机的设计应包括硬件设计和软件设计两大部分。2.3AT89C51单片机主要特性和引脚功能AT89C51是带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（EPEROM）的低电压、高性能CMOS8位微处理器（俗称单片机）。该单片机与工业标准的MCS-51型机的指令集和输出引脚兼容。AT89