单片机课程设计超声波测距离

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1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理与应用课题趨步欢测距糸统没计专业班级自动化0901班学生姓名段志勤学号200901020130指导老师李晓秀审批任务书下达日期2012年5月30日任务完成日期2012年6月13日设计内容与设计要求设计内容：本课题要求以MCS-51系列单片机为核心，设计一个超声波测距系统。要求用按键控制超声波模块实现对障碍物距离的测量，并在LED显示器上显示测量到的距离。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应

2、用程序设计；5）应用程序的调试。主要设计条件木课题以单片机为核心，设计并制作超声波测距系统，设计要求：1.用给定的超声波模块制作超声波测距系统，测距范围：0・5〜4.5m；2.用按键实现测距、清零、复位等控制；3.用4位LED数码管显示测量到的距离。说明书格式I.课程设计任务书2•目录3•总体方案确定4.各单元硬件电路设计说明及计算方法5.软件设计与说明（包括流程图）6.调试结果与必要的调试说明7.使用说明8.程序清单10、总结II、参考文献附录附录A系统原理图附录B程序清单进度安排设计时间为两周

3、第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍下午：借阅有关资料，总体方案讨论星期二、单片机学习机焊接星期三、单片机学习机例程调试星期四、系统总体方案、硬件设计星期五、软件设计及调试第二周星期一、软件设计及调试星期二、软件设计及调试星期三、软件设计及调试星期四、写说明书星期五、上午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参考文献参考文献目录序言6笫一章、总体设计原理61・1、超声波测距原理61・2、超声波测距系统框图81・3、程序流程图10第二章、系统硬件设计112.1、超声波模块电路112.

4、2、数码管显示电路122.3、单片机最小电路122.4、键盘连接13第三章、系统软件设计143.1、主程序流程图143.2、子程序设计15第4章、调试结果21实验总结23参考文献24附录A、整体电路图2526附录B、程序清单由于超生波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色限制，较其他仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀等恶劣环境，具有少维护，不污染，高可靠，长寿命等特点。因此，超声波测距有着广泛的应用领域。利用超声波检测往往比较迅速，简单，计算方便，易于实现实时控制，并且在测量精度方面

5、能达到工业使用要求。超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。第一章、总体设计原理本章主要介绍单片机超声波测距的主要原理，包括超声波测距的原理和STC89C52单片机的原理1.1＞超声波测距原理谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波。超声波为直线传播频率越高、绕射能力越弱、但反射能力越强。利用超声波的这种性能就可制成超声传感器、或称为超声换能器、它是一种既可以把电能转化为机械能、又可以把机械能转化为电能的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能

6、转换为机械能、向外发送超声波、反之，当换能器处在接收状态时它可将声能（机械能）转换为电能。压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1-1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。电极图1-1、超声波换能器内部示意图压电晶咅超声波发射

7、器向某一方向发射超声波在发射时刻的同时开始计时•，超声波在空气中传播，途屮碰到障碍物就立即返回來，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测击发射和接收回波的时间差t,然后求击距离S二Ct/2,式中的C为超声波波速。图1-2、超声波测距原理框图由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关，表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基木不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校止。声速确定后，

8、只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。其系统框图如图1-2所示。表1声速与温度关系表温度（°C）-30-20-1001020301001.2、STC89C52单片机原理STC89C52是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash,512字节RAM,32位