基于STC89C52单片机的超声波测距系统

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1、万方数据第23卷第4期电子设计工程2015年2月二兰些』窒：：：：垒竺兰二：：：：：：一．．．兰!呈竺竺堕呈旦!!!鲤垦呈照翌皇曼堕翌曼堡垒：兰Q!!基才STC89C52单片机的超声波测距系统张雷雷，王福豹，段渭军(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072)摘要：为了实现对中短距离的测量，比如在智能小车避障、车辆定位中对前方的障碍物进行判断，利用主控器件单片机和一系列外围器件进行超声波测距系统的设计。具体设计包括超声波发射电路、超声波接收电路、液晶显示电路及温度补偿电路等硬件模块，并利用KeilC平台进行了相应的软件设计。其中在接收电路中设计的增益控制部分有效地解决了当回波

2、信号过于微弱时系统测量误差加大的难题。在实验室对设计好的测距系统进行了实地性能测试，实验表明，系统的测距最大值为120cm，测量精度为0．1cm。关键词：渡越时间法；S’rC89C52；MAX864；增益控制中图分类号：TN409文献标识码：A文章编号：1674—6236(2015)04—0120—04UltrasonicrangingsystembasedonSTC89C52micro—controllerZHANGLei—lei，WANGFu—bao，DUANWei-jun(SchoolofElectronicsInformation,NorthwesternPolytech

3、nicalUniversity,Xi’帆710072，China)Abstract：Inordertorealizethemeasurementofshortdistance,suchasinobstacleavoidanceofsmartcarandvehiclepositioning,thereistheneedtojudgetheobstacles,paperdesignstheultrasonicrangingsystemintheuseofSTC89C52andotherdevices．Specificdesignsincludeultrasonictransmitte

4、reircuit,ultrasonicreceivercircuit,liquidcrystaldisplaycircuitandtemperaturecompensationcircuitry．andthecorrespondingsoftwaredesignintheuseofKeilCplatformAnthereceptioncircuitsection,thedesignofgaincontrolcircuiteffectivelysettlestheprobleminthesituationwheretheechosignalsaresoweakastoincreas

5、ethemeasurementerror．Inthe’laboratory,therangingsystemdesignedaretestedtoobserveitsperformance．Experimentsshowthattherangingmaximumofsystemdesignedis120cm,andthemeasurementaccuracyis0．1cm．Keywords：timeoffight；STC89C52；MAX864；gaincontrol超声波有以下特点：速度小，传播时间容易检测；频率高，反射性强，绕射性弱；传播距离较远；对光线和电磁场不敏感等。利用

6、超声波的这些优点，结合微电子技术，超声波测距技术应运而生。与激光测距、红外线测距等相比，超声波测距更适于电磁干扰强，烟雾等恶劣环境中。而且，超声波测距技术设计方便、精度较高。超声波测距技术的优势，使它有着广泛的应用，比如：建筑施工工地，液位测量，车辆导航等【1】。传统的超声波测距系统采用的电路结构比较复杂，且当回波信号过于微弱时，测量误差会加大。在系统接收电路中采用的增益控制部分能有效地解决这一难题。超声波测距的方法很多，有相位检测法，幅值检测法和渡越时间法等口。系统采用的是渡越时间法TOF(TimeofFlight)。原理如下：发射换能器在一端向某一方向发射超声波，同时计时器开

7、始计时。超声波在传播过程中遇到障碍物被反射回来，接收换能器接收到反射回来的超声波，此时结束计时。假设计时时间为t，超声波的传播速度为，l，则从换能器到障碍物之间的距离d为超声波往返距离的一半。其中超声波传播速度n与环境温度r有关。系统使用单片机的定时器对超声收稿Et期：2014—06一12稿件编号：201406093波的往返时间进行准确计时。采用温度传感器测量温度，并将所得温度经A／D转换，变为数字量后，送入控制器，由软件对超声波速度进行温度补偿处理。1系统硬件设计系统由单片机主