基于单片机控制的超声波测距报警系统设计2

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1、《现代通信技术》专业课程设计基于单片机控制的超声波测距报警系统设计系部：电子与信息工程系专业班级：学生姓名：学号：小组成员：指导教师：时间：完成时间2010年12月目录1绪论12总体设计方案22.1课程设计的任务与要求22.1.1课程设计的任务22.1.2课程设计的要求32.2超声波测距原理32.3超声波测距系统的总体方案43系统硬件电路设计63.1STC89C52芯片介绍63.2单片机最小系统63.3超声波模块83.3.1超声波发射模块83.3.2超声波接收模块83.4LED数码管显示模块93.5报警模块104系

2、统软件设计114.1KeiluVision3软件介绍114.2软件流程图114.3系统的软件调试125设计总结14参考文献15附录16附录1硬件连接图16附录2程序清单161绪论随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。例如，倒车雷达、交通测速、机器人障碍检测等。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以

3、满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更

4、大的作用。本次设计是基于单片机控制的超声波测距报警系统设计，采用以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。2总体设计方案2.1课程设计的任务与要求2.1.1课程设计的任务利用所学数字电子技术、信号处理、控制等技术，设计、制作并调试完成一个

5、单片机最小化系统，并在此基础上，将最小系统与综合实验开发平台上的超声波模块、显示模块进行正确的链接（如图2.1所示），使单片机可接收超声波模块输出的距离信号，并对其进行合理的处理后，在显示模块上实时显示超声波模块与障碍物的距离（单位：cm，精确到小数点后1位）。障碍物超声波模块51单片机系统显示模块图2.1系统连接示意图具体内容如下：（1）设计最小化单片机系统；（2）装焊、调试最小化单片机系统；（3）设计并编程，以构成超声波测距信号发生回路；（4）设计并编程，完成超声波信号处理，以实现测距功能；（5）设计并编程，以

6、实现超声波测距结果显示；（6）设计并编程，以实现超声波测距报警功能；（7）设计并完成系统启动/复位功能。2.1.2课程设计的要求（1）实验开发平台上的数码管可实时显示障碍物与超声波模块的距离信息，单位为cm，精确到小数点后1位（如显示28.2表示28.2cm）；（2）当测试距离小于10cm或大于50cm时报警，且以上两种情况的报警方式需有明显区别（可采用蜂鸣器的蜂鸣时间长短加以区别，或在显示模块上显示不同的报警信息）；（3）系统应具备测距启动功能，或当系统报警后，可以复位系统，使其开始重新测距。2.2超声波测距原理

7、超声波测距原理是通过超声波发射传感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，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就停止计时。常温下超声波在空气中的传播速度为C=340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离S，如公式2.1所示：S=C*t/2=C*t0(2.1)其中，t0就是所谓的渡越时间。可以看出主要部分有：（1）供应电能的脉冲发生器（发射电路）；（2）使接收和发射隔离的开关部分；（3）转换电能为声能，且将声能透射到介质中的发射传感器；（4）接收反

8、射声能（回波）和转换声能为电信号的接收传感器；（5）接收放大器，可以使微弱的回声放大到一定幅度，并使回声激发记录设备；（6）记录/控制设备，通常控制发射到传感器中的电能，并控制声能脉冲发射到记录回波的时间，存储所要求的数据，并将时间间隔转换成距离。距离测量系统常用的频率范围为25KHz～300KHz的脉冲压力波，发射和接收的传感器有时共用一个，或者两个是分开