基于单片机的超声波测距系统的设计

摘要

    超声波指向性强，能量耗损缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波测距迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。它是一种非接触式的检测方法，不受光线、被测对象颜色等影响，在较恶劣的环境（如含粉尘）具有一定的适应能力，是目前最常见的一种距离测距方法。

    本次设计内容是基于AT89C51单片机的超声波测距系统的设计，利用超声波在空气中的传播速度以及传播的时间计算出超声波测距仪和障碍物之间的距离，通过一个四位LED数码管显示距离。文档先阐述了超声波检测的发展及基本原理，根据系统的一些主要参数和超声波测距系统功能的特点设计出系统的总体方案，在此基础上设计了系统的软件结构，通过编程来实现了系统的功能。最终实现具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰的超声波测距系统。

关键词：超声波测距，AT89C51单片机， LED显示 

ABSTRACT

...

Keywords：ultrasonic ranging, AT89C51 single-chip, LED display 

目录

摘要 4

ABSTRACT 5

目录 6

第一章 绪论 8

1.1 课题研究背景及意义 8

1.2 研究现状 9

1.3 课题研究内容 10

第二章 系统的整体方案设计 11

2.1 系统的功能要求 11

2.2 单片机系统介绍及测距原理 11

2.2.1 单片机系统介绍 11

2.2.2 测距原理 12

2.3 方案选择 14

2.3.1 主控芯片的选择 14

2.3.2传感器选择方案 14

2.3.3显示器选择方案 15

2.4 系统的整体方案设计 16

2.5 方案可行性分析 17

第三章 系统硬件结构设计 19

3.1 系统整体电路图 19

3.2 超声波测试模块 19

3.3 超声波发射电路 21

3.4 接收电路 22

3.5 单片机最小系统 23

3.6 按键电路 25

3.7 声音报警电路的设计 25

3.8 显示模块 26

3.9 电源设计 27

第四章 系统软件设计 28

4.1 编程软件及编程语言的介绍 28

4.2 主程序工作流程图 31

4.3 各模块子程序流程 32

4.3.1超声波探测程序流程图 32

4.3.2 中断处理程序 32

第五章 软硬件调试 34

5.1 硬件调试 34

5.2 软件调试 34

5.3 软硬件联调 35

第六章 总结及展望 36

参考文献 38

致谢 40

附录 41

附件1：实物图 41

附件2：源程序 42