基于某单片机地超声波测水位

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时间:2019-07-11

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1、标准文档基于单片机的超声波测水位报警系统系别:机电工程系专业班级:机械电子工程1406班姓名学号:史贵鑫10赵彪20穆冠文26李鼎37吴晨晨38指导教师:薛伟时间:2017.12.25实用文案标准文档目录摘要11绪论21.1项目研究背景及意义22总体设计方案及论证22.1总体方案设计23硬件实现及单元电路设计33.1主控制模块33.2电源设计43.3超声波测试模块43.3.1超声波的特性53.3.2超声波换能器63.4超声波传感器原理83.5测距分析123.6时钟电路的设计133.7复位电路的设计133.8声音报警电路的设计14

2、3.9显示模块144软件设计154.1主程序工作流程图155总结176参考文献17附录18附件1:原理图18附件2:程序19附件3:元件清单29附件4:实物图30实用文案标准文档摘要STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款,在自动控制领域里享有很高的价值,以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作,以STC89C52为主控芯片,利用超声波对距离的检测,将前方物体的距离探测出来,然后单片机处理运算,与设定的报警距离值进行比较判断,当

3、测得距离小于设定值时,STC89C52发出指令控制蜂鸣器报警。关键词:超声波传感器STC89C52实用文案标准文档1绪论1.1项目研究背景及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、腐蚀气体等恶劣环境,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、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定,可直接用

4、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。2总体设计方案及论证2.1总体方案设计本设

5、计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。电路结构可划分为:超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。就此设计的核心模块来说,单片机就是设计的中心单元,所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元,当测得的距离小于设定距离时,主控芯片将测得的数值与设定值进

6、行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。系统总体的设计方框图如图1所示。实用文案标准文档电源STC89C52主控制器模块超声波传感器模块按键控制4位数码管显示模块蜂鸣器报警模块图1系统方框图3硬件实现及单元电路设计3.1主控制模块主控制最小系统电路如图2所示。图2最小系统硬件电路总设计见图3,从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件:STC89C52、超声波传感器、按键、四位数码管、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。其中D1为电源工作指示灯。电路中用到3个按键,一个是设定键,实用文案标准文档一个加键,一个减键。图3总设计电路图3.2电源设

7、计电源部分的设计采用+5V电源供电。3.3超声波测试模块超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块,该模块可提供2cm-500cm的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理:采用IO口TRIG触发测距,给至少10us的高电平信号;模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。实物如下图4。其中VCC供5V电源,GND

8、为地线,TRIG触发控制信号输入,ECHO回响信号输出等四支线。实用文案标准文档图4超声波模块实物图超声波探测模块HC-SR04的使用方法如下:IO口触发,给Trig口至少10us的高电平,启动测量;模块自动发送8个40Khz的方波,自动检测是否有信号返回;有信

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