完成超声波测距仪设计

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1、超声波测距仪设计摘要：在工程实践中，超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便，且计算简单、易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求。本文介绍了AT89S52单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距原理的基本上，指出了设计测距仪的思路和所需考虑的问题，给出了实现超声波测距方案的软、硬件设计系统框图。关键词：超声波测距AT89S52Abstract：Inengineeringpractice,becauseofthestrongpointoftheultrasonicen

2、ergyconsumption,slow,mediumofcommunicationinthedistance,soitisoftenusedtomeasuredistance.Useofultrasonictestingisoftenmorerapid,convenient,andthecalculationissimple,easytoachievereal-timecontrol,measurementaccuracycanmeetthepracticalrequirementsofindustry.ThispaperintroducesAT89S

3、52MCUperformanceandfeatures,andanalysisofultrasonicdistancemeasurementprinciplebasically,pointedoutthattherangefinderdesignideasandissuesthatneedtobeconsidered,giventherealizationofultrasonicrangingprogramofsoft,hardwareblockdiagramofsystem.Keywords:ultrasonicrangingAT89S521超声波测距

4、原理根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S52单片机作为主控制器，用LED数码管显示，超声波驱动信号用单片机发出和接收，基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图如图1-1所示。超声波测距原理，即超声波发生器T在某一时刻发出的一个超声波信号，当超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收。图1-1基于AT89S52单片机的超声波测距仪系统框图这样只要计算出发出信号到接收返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。距离计算公式：d=s/2=(c×t)/2d为被测物与测距仪的距离s为声波的来回路程c为声速t为声波来回所用

5、时间超声波是指频率高于20kHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头，超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波，而在收回波的时候，则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理一般一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍

6、物之间的距离，测量距离的方法有很多种，短距离的可以泳尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量，因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45m/s。单片机使用12MHz晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。2硬件部分2.1AT89S52单片机的性能和特点AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU

7、和在系统可编程Flash，使得AT89S52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。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8

8、K字节在系统可编程FlashAT89S52P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向