基于單片機的超聲波測距系統的設計

摘要

    超聲波指向性強，能量耗損緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波測距迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業實用的要求。它是一種非接觸式的檢測方法，不受光線、被測對象顏色等影響，在較惡劣的環境（如含粉塵）具有一定的適應能力，是目前最常見的一種距離測距方法。

    本次設計內容是基于AT89C51單片機的超聲波測距系統的設計，利用超聲波在空氣中的傳播速度以及傳播的時間計算出超聲波測距儀和障礙物之間的距離，通過一個四位LED數碼管顯示距離。論文先闡述了超聲波檢測的發展及基本原理，根據系統的一些主要參數和超聲波測距系統功能的特點設計出系統的總體方案，在此基礎上設計了系統的軟件結構，通過編程來實現了系統的功能。最終實現具有易控制、工作可靠、測距準確度高、可讀性強和流程清晰的超聲波測距系統。

關鍵詞：超聲波測距，AT89C51單片機， LED顯示 

ABSTRACT

...

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

目錄

摘要4

ABSTRACT5

目錄6

第一章 緒論8

1.1 課題研究背景及意義8

1.2 研究現狀9

1.3 課題研究內容10

第二章 系統的整體方案設計11

2.1 系統的功能要求11

2.2 單片機系統介紹及測距原理11

2.2.1 單片機系統介紹11

2.2.2 測距原理12

2.3 方案選擇14

2.3.1 主控芯片的選擇14

2.3.2傳感器選擇方案14

2.3.3顯示器選擇方案15

2.4 系統的整體方案設計16

2.5 方案可行性分析17

第三章 系統硬件結構設計19

3.1 系統整體電路圖19

3.2 超聲波測試模塊19

3.3 超聲波發射電路21

3.4 接收電路22

3.5 單片機最小系統23

3.6 按鍵電路25

3.7 聲音報警電路的設計25

3.8 顯示模塊26

3.9 電源設計27

第四章 系統軟件設計28

4.1 編程軟件及編程語言的介紹28

4.2 主程序工作流程圖31

4.3 各模塊子程序流程32

4.3.1超聲波探測程序流程圖32

4.3.2 中斷處理程序32

第五章 軟硬件調試34

5.1 硬件調試34

5.2 軟件調試34

5.3 軟硬件聯調35

第六章 總結及展望36

參考文獻38

致謝40

附錄41

附件1：實物圖41

附件2：源程序42