基于51单片机超声波测距器的设计与研究

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1、摘要由于现代生产要求，人们发现需要实现无接触式的生产测距，而超声波测距是一种性能良好的测距方式，主要应用于倒车雷达、工地以及一些工业现场，本文设计了一种以AT89S51单片机为核心的低成本、高精度、微型化LED显示超声波测距仪，并使用一些常用芯片如：74LS04等。系统由单片机、超声波发射电路、超声波接收放大电路以及显示电路构成。由芯片AT89S51控制计算超声波从发射到接收的传送时间，从而得到待测距离。本系统具有易检测、软件功能完善，工作可靠、准确度高等优点。本文论述了单片机技术研制成功的超声波测距仪的基

2、本原理，测量计算方法，实现方案。采用软件校正，提高了测量精度和整机的可靠性。实际使用表明，极大的提高了安全性、可靠性和准确度。关键词：测距仪;超声波;　传感器;单片机AbstractBecauseofmodernproductionrequirements,itwasdiscoveredthattheneedtoachievetheproductionofnon-contactdistancemeasurement,andultrasonicdistancemeasurementisagoodperform

3、anceoftherangingapproachismainlyusedinreversingradarsitesaswellassomeindustrialfield,thispaperdesignedatoAT89S51MCUasthecoreofthelow-cost,high-precision,micro-LEDdisplayofultrasonicrangefinder,andusesomecommonlyuseddevicessuchas:74LS04,etc..Systemconsistso

4、fmicrocontroller,ultrasonictransmitterandultrasonicreceiveramplifiercircuitanddisplaycircuit.ChipAT89S51controlcalculationbytheultrasonictransmissionfromtransmittoreceivetimeandhencethedistancetobeundertest.Thesystemhaseasytodetect,thesoftwarefullyfunction

5、al,reliable,highaccuracyadvantages.Thispaperdiscussesthesuccessfuldevelopmentofmicrocomputertechnology,thebasicprinciplesofultrasonicrangefinder,measurementmethodofcalculatingimplementations.Useofsoftwarecalibration,improvedaccuracyandmachinereliability.Th

6、eactualuseofthatgreatlyimprovessafety,reliabilityandaccuracy.Keywords:distancemeter;ultrasonic;sensor;microcontroller目录摘要１Abstract２第1章概述11.1设计的现状11.2设计的思路11.3设计的重点与难点1第2章超声波测距的原理22.1超声波的介绍22.1.1什么是超声波22.1.2超声波的特性及特点22.1.3超声波的应用22.2超声波测距器的原理32.2.1超声波发生器32.2

7、.2压电式超声波发生器的原理32.2.3超声波测距的原理3第3章系统设计63.1系统设计63.2芯片AT89S51介绍63.2.1AT89S51单片机的概述63.3传感器的选取83.3.1传感器的定义及作用83.3.2传感器的特性93.3.3传感器的选用93.4系统硬件电路设计113.5测距显示电路的设计113.6超声波发射电路的设计133.7超声波接收电路的设计133.8探测电路的设计133.9系统软件设计14第4章系统调试174.1软硬件的调试174.2仪器精度分析及如何提高超声测距精度17总结20致谢

8、21参考文献22附录1硬件电路23附录2程序24第1章概述1.1设计的现状目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注