基于51单片机的超声波测距仪设计.
江苏经贸职业技术学院毕业设计（论文）
单片机的超声波测距仪设计基于题目：MCS51
) 信息技术学院系 (院
12应用电子专业
班级1227031128 号学学生姓名万小伟董李江职校内导师称老师
职夏国平企业导师称工程师
职企业导师潘仕美称研究生
5年2015月日12
基于MCS51单片机的超声波测距仪设计
摘要：伴随着社会的发展，人们的生活质量不断地提高，各个的城市不断地在
发展，当然城市的排水系统得到了很大的发展和改进，由于很多的原因和很多的因素，每个城市的排水系统，现在的城市的发展和建设往往忽略一些重要的项目
那就是排水系统。所以好多的城市经常出现开挖已经建设好的建筑和工程设施来改进排水系统因此他们忽视到这个问题的严重性。
因此，我的论文设计是采用以AT89C51单片机为核心的高精度、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它还有一个重要的指标那就是低成本一种的设计方法。
通过一系列的实验反馈，这个软件设计的非常的合理、低成本、实时性良好，经过开发和研究，因此在许多的方面得到很多的发展和有效的解决一些重要的问题比如在汽车的倒车，建筑的工地上，还有一些重要的工业现场的重要的位置等等。
关键词：超声波测距仪AT89C51
The design of ultrasonic range finder based on
MCS51
Abstract:With the development of science and technology, the improvement of people's
standard of living, speeding up the development and construction of the city. urban drainage
system have greatly developed their situation is constantly improving. control system Free
sewage culvert clear guarantee robot, the robot is designed to clear the culvert sewage to the
core.
At the core of the design using AT89C51 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the
ultrasonic range finder hardware and software design methods. signal processing, and the
ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and
software by the end of each module.
Keywords: Silent Wave Measure Distance AT89S52
目录
第一章绪论 ................................................ - 1 -
1．1课题设计的目的和意义 (1)
1.2超声波测距仪设计思路 (1)
1.2.1超声波测距原理及方案论证 (1)
1.2.2超声波测距仪原理框图 (2)
第二章课程的方案设计 ...................................... - 3 -
2.1系统整体方案的设计 (3)
第三章 51系列单片机的功能特点及测距原理 ................... - 3 -
3.1基于51系列单片机的功能特点 (3)
3.2单片机实现测距原理 (4)
3.3超声波测距原理和结构 (5)
3.4超声波检测发射电路 (5)
3.5超声波检测接受电路 (5)
第四章系统的软硬件的调试和程序图 .......................... - 6 -
总结 ..................................................... - 10 -
致谢 ..................................................... - 10 -
参考文献 .................................................. - 11 -
第一章绪论
1．1课题设计的目的和意义
论文设计目的；随着社会的不断地发展，电子测量技术得到了长远的展，超声波的精准测量得到了科技人员的重视和研究。随着城市的经济的发展，人们开始广泛的使用电子测量技术，然而以精准著称的超声波走进了人们的生活中，超声波性价比高，功能强开始得到人们的青睐。20HZ的声波我们把它称为超声波。超
声波和其他的机械波一样拥有它传播的介质，比如在发生折射及反射现象分界面中的介质里传播，进入介质中传播和不断发生衰减的现象。由于超声波具有这些特种和现象，因此把超声波用来测量距离。通过实验我们知道超声波的准确性非常的高下面我会证明的，在现在我们的生活水平和技术不断的开发，超声波测距技术也是我们不可或缺的一项科技它也融入到我们的生活中。大多数的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，用于倒车，冷库的测量，工程的测量，超声测距是一种非接触检测技术，不会受任何的介质和其他的一些物质受到影响的所以我们可以放心使用，超声波还有一项很重要的性能那就是卫生没有污染，当然除了卫生还有它非常的耐潮湿和耐高温以及对一些环境非常恶劣的情况下和一
些腐蚀的气体都不会受到任何的影响。所以具有好多西优秀的特征比如：少污染，可靠高，和寿命长等等。因此矿业、电厂、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等都得到了很大运用。水，糖，和一些我们常喝的饮料中大大的改善我们生活的质量的保证。超声波在各种环境中可以有效地控制距离的准确性还有好的企业直接很好地运用到。因此，因此超声波可以在不同的环境中有着不同的应用和发展。用超声波检测通常快速便捷、方便、计算简单、很容易实现控制等，而且在测量精度方面能达各种企业的发展的要求标准，因此超声波开发减轻人们负担，提高准确性是一项重要的指标，在一些科技馆中我们看到很多的机器人可以准确的避障碍物行走，就是因为机器人内部中装有超声波的准确测距，从而使得机器人很快的获知障碍物的距离，方向等一系列的障碍因素。所以超声波在科技中得到了永久的发展这是一座里程碑。所以超声波上具有的优点在各个行业都有举足轻重的发展，它代表着人类的
进步，发展，探知的一个重要的里程碑。
1.2超声波测距仪设计思路
1.2.1超声波测距原理及方案论证
超声波传感器好和测距原理:通过科学家的研究结果表明把超过20HZ频率的声
波称之为超生波。通过超声波传感器发出来的声波和接受声波，我们称为超声波换能器或超声波探头。在超声波中我们把它设计为超声波传感器里面拥有发射器和接受器.下面我解释一下超声波传感器的一些重要的原理：我们利用压电的效应原理将压电效应出来的电能和超声波传感器发出的超声波完美的相互转化，因此在发射超声波的时候，则将超声波转化为电能，我们发射超声波的时候在它收回波时，我们就可以把超声波的震动转化为电信号，这也是人类进步的一个标准。- 1 -
我在解释一下超声波测距的原理是什么：超声波测距的原理我们一般采用的是叫渡越，首先我们要先测出我们已经发射超声时所遇到的障碍物往返所用的时间TOF时间简称为 t，最后在和超声波所发射的速度相乘即就可以得到障碍物和二倍声源之间的距离。根据要求和研究和它方面的因素，在超声波测距中我们一般都用叫动态扫描的一种重的数字显示的功能，而在超声波测距里的结构我们用的是要的方法从来成功的实现出LED的单片机来实现的。原因是单片机的定时器可以完美的完成超声波的驱动信号从AT89C52 而形成超声波的测距仪
图1.2.1超声波测距仪的系统框
1.2.2超声波测距仪原理框图
超声波测距原理图1.2.2所示。超声波发出40kHZ的信号，随后进行放大，在经过超声波发射器输出；超声波接收器可以汲取到超声波发射的信号，继而通过放大器的放大效果，在用锁相电路举行检波处置后，最终驱动单片机的中止流程，继而得出这个时段的时间t，再由其他软件进行识别，从而得出它的距离送到LED。
锁相环超声波接收器放大电路检波电路
单片机定时器控制显示器
超声波发射器放大电路
超声波测距仪原理框图图1.2.2- 2 -
第二章课程的方案设计
2.1系统整体方案的设计
因为超声波具有指向性强的一个重要的特征，所以在介质中超声波传布的间隔是比较远的，于是在距离的测量上超声波得到了很大的运用。现在在一些农业生产上都可以达到自动化的效果，因为他们有效合理的利用超声波测距的一些重要的指标加以实现自动化的效果比如它设计方便，计算处理简单等等，大大的提高农业生产频率。可以看出超声波在越来越多的领域上的得到发展和升华。
使用超声波的放射出和承受超是声波测距的理论，按照超声波流传的时间检测超声波所传布的距离。所以它在很多仪器被运用其中有一种测距仪是将发射波被一些东西反弹回来后吸收的反射波方式。
第三章 51系列单片机的功能特点及测距原理
3.1 基于51系列单片机的功能特点
我们知道在5l系列单片机中最经典的芯片也就是AT89C2，它一般选用的是40引脚双列直插拼装形式效果，在它的里面是由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的工／O端I：IP0，P1，P2，P3，一个全双功串行通信口等组成。
图3.1该系列单片机引脚与封装
5l系列单片机可以供应下列功效：4 kB存储器；256 BRAM；32条工／O线；2个16b定时／计数器；5个2级中断源；1个全双向的串行口以及时钟电路。
- 3 -
掉电的形式：保留RAM的内容，振荡器停振，抑制芯片所有的其余的功效一直到下一次硬件复位为止。
空闲的形式：CPU停止工作，而让RAM、定时／计数器、串行口和中止系统不断地进行工作的形式。
单片机实现测距原理3.2
我们知道通过单片机发出超声波测距是不断的检测超声波发射后所遇到额碰撞物障和碍物所折射的回波，因此可以测出发射和回收回波的时间差为tr，最后可以求出它的距离为S＝Ct／2，其中的C的定义为为超声波波速。
为了限制这个系统的最大可测距离一般存在4个重要的因素：超声波的幅度、反射的质地、反射以及入射声波之间的夹角和接收换能器的灵敏度。为了增加超声波所测量的覆盖范围以及减小测量误差度，所以一般可以采用多个超声波换能器
分别作为多路超声波发射和接收的设计方法。它的测量一般和温度有关。
图3.2几种温度速度
因为有测距时它的温度连续不断的变化可以看出，在通过温度传感器自动探测环境温度下可以知道，肯定要计算距离时候的波速C，以及比较精确地算出该环境下超声波通过的路程，为了提升它的测量精确度。一般在波速确定后的时候，从而测得超声波往返的时间r，即而可以得出距离5。
系统原理框图3.2.1在单片机发出短暂的40kHz信号的时候，继而通过放大后通过超声波换能器输出；在反射后的超声波通过超声波换能器作为系统的输入，在锁相环对此信号锁定，由于产生锁定信号启动单片机中断程序，从而得出时间t，再由系统软件对其进行计算、判别后，相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示，若测得的距离超出设定范围系统提示声音报警电路报警。
- 4 -
3.3超声波测距原理和结构在任何一方向发射超声波的时候，同时开始计
时在发射时刻的时候，可以知道超声波在空气中不断的传播和发射，在途中碰到一些的障碍物就立即返回来，超声波接收器立即，则可以计算出停止计时。在空气中超声波的传播速度一般为340m/s，根据记录的时间t (s)，公式为：。
s=340t/2 发射点距障碍物的距离我们知道超声波易于定向方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时温度传感器进行声波传播速度的补偿后，我们设计的高精度LM92间差到微秒级，以及用超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。
3.4超声波检测发射电路，使它的频率与换能器的555时基电路振荡产生
超声波信号它的频率是40HZ 利用的电压。由单片机控制。12V40kHz固有频率一样555时基具有足够驱动能力是
超声波发射电路原理图图3.4
超声波检测接受电路3.5采用集成电路，我们经常用的电视机红外遥控接
收器。是超声波接收电路，CX20106A
是利用一款红外线检波接收超声波的专业芯片。设计者考虑到红外遥控常用的载波频率比较的相近所以利用它我们把它作为超声波检测电路。通40KHz38KHz与测距超声波频率就可以改变C4过实验证明它具有较强的干扰能力和很高的灵活性。因此适当改变的大小，接受电路的抗干扰能力以及灵敏度。
- 5 -
第四章系统的软硬件的调试和程序图
超声波发射和接收采用Φ15的超声波换能器TCT40-10F1和TCT40-10S1，40HZ 是它的主要频率，从而保持在两换能器中心轴线平行并相距4～8cm。
测距仪能测的范围为0.08～3.00m，测距仪精度1cm。是它的主要性能指标
下面是我写的一些程序的清单是用汇编语言编写的超声波测距控制源程序：先采用AT89S52 单片机和 12ＭＨz晶振显示缓冲单元在４０Ｈ～４３Ｈ，使用内存44H、45H、46H用于计算距离20H用于标志。
//65ms初值VOUT EQU P1.0;
MOV TL0, #00H; 脉冲输出端口 // 初值中断入口程序* //40KHz* MOV TH1, #0F2H ORG 0000H
MOV TL1, #0F2H LJMP START
MOV P0, #0FFH ORG 0003H
MOV P1, #0FFH
LJMP PINT0
MOV P2, #0FFH ORG 000BH
MOV P3, #0FFH LJMP INTT0
ORG 0013H ；MOV R4, #04H超声波脉冲个数控制（为赋值的 RETI // ORG
001BH
一半）SETB PX0
LJMP INTT1
SETB ET0 ORG 0023H
STEB EA RETI
CLR 00H
ORG 002BH
RETI 开启测距定时器SETB TR0 ;
START1: LCALL DISPLAY *主程序*
JNB 00H, START1; START: MOV SP, #4FH
1 // MOV R0, #40H;
收到反射信号时标志位为 CLR EA
为显示数据存放单元//40~43H MOV R7,#0BH
； LCALL WORK 计算距离子程序 // SETB EA
CLEARDISP:MOV @R0, #00H
CLR 00H INC R0
SETB TR0 DJNZ R7, CLEARDISP ；重新开启测距
定时器 MOV 20H, #00H // ； MOV TMOD, #21H; MOV R2, #64H
4*100=400ms 位自动重装模式8//T1为//测量间隔控制（约）LOOP: LCALL DISPLAY
MOV TH0, #00H;
- 6 -
；接收成 SETB 00H DJNZ R2, LOOP
SJMP START 1 功标志 RETI
*中断程序*
*
延时程序中断，;T065ms中断一次 *DL1MS: MOV R6, #14H INTT0:
CLR EA
DL1: MOV R7, #19H CLR TR0
DJNZ R6, DL1 MOV TH0, #00H
RET
MOV TL0, #00H
*
显示程序 SETB ET1 *R1, #40H;G SETB EA MOV DISPLAY：
R5,#0F7H;G SETB TR0;
MOV
A, R5 MOV PLAY: //启动计时器T0，用以计算超声波
P0, #0FFH MOV 来回时间P2, A MOV SETB TR1;
A, @R1 T1 //开启发超声波用定时器 MOV
DPTR, #TAB MOV OUT: RETI
A, @A+DPTR ;T1中断，发超声波用MOVC
P0, A
INTT1: CPL VOUT
MOV
LCALL DLIMS DJNZ R4,RETIOUT
R1 ； CLR TR1 INC
A, R5
MOV T1 //超声波发送完毕，关ACC.0, ENDOUT;G CLR ET1 JNB A RR MOV R4,#04H
R5, A ； SETB EX0 MOV
PLAY
//开启接收回波中断AJMP
P2, #0FFH ENDOUT; MOV RETIOUT: RETI
P0, #0FFH MOV 0;外中断，收到回波时进入RET
；关计数器PINT0: CLR TR0
TAB; DB 0C0H,0F9H,0A4H, CLR TR1
0B0H,99H,92H,82H,0F8H, CLR ET1
80H,90H,0FFH,88H,0BFH CLR EA
；共阳数码管 CLR EX0
MOV 44H, TL0 ；不亮0 ,1, 2,3,4,5,6,7,8,9// //将计数值移入处理单元
*超声波距离的计算程序的公式 MOV 45H, TH0
一般的17/1000cm) 计算值×(=- 7 -
A, R1 MOV WORK: PUSH ACC
R5, A MOV PUSH PSW PUSH B
R3, #00D MOV PSW, #18H MOV
R2, #10D MOV MOV R3, 45H
LCALL DIV4BY2 R2, 44H MOV
42H, R4 R1, #00D MOV MOV
MOV R0, #17D MOV A 42H
JJ2 JNZ LCALL MUL2BY2
A, 41H;
MOV R3, #03H MOV
，最先看看次// MOV R2, #0E8H 这个次高位为0高位是不是不亮 LCALL
DIV4BY2
A, #0AH LCALL DIV4BY2 SUBB
JJ2 JNZ MOV 40H, R4
MOV ； A, 40H MOV 42H, #0AH
JNZ JJ0 次高位不亮，次高位也不亮//43H, R0 MOV MOV 40H, #0AH; JJ2:
B POP 最高位为//0，不点亮PSW A R0 POP JJ0: MOV
ACC MOV POP R4, A
RET
MOV A R1
*两字节无符号数乘法程序A
MOV R5
A R3, #00D MUL2BY2: CLR MOV
R7, A MOV R2, #100D MOV
R6, A LCALL DIV4BY2 MOV
MOV R5, A 41H, R4 MOV
R4, A MOV MOV A, 41H
46H, #10H MOV JJ1 JNZ
C ；MOV A, 40HMULLOOP1: CLR
A, R4 0//这个高位为， MOV
A
最先看看最高位是不是不亮 RLC
R4, A MOV SUBB A, #0AH
R5 MOV JJ1 JNZ A,
A RLC ；41H, #0AHMOV
R5, A 最高位不亮，次高位也不亮// MOV
A, R6 MOV
A RLC A, R0 JJ1: MOV
R6, A
R4, A
MOV MOV
- 8 -
R6, A MOV MOV A, R7
A, R7 MOV RLC A
A RLC MOV R7, A
R7, A MOV MOV A, R0
A, R0 RLC A MOV
A MOV R0, A RLC
R0, A MOV A, R1 MOV
A, R1 RLC A MOV
A R1, A MOV RLC
R1, A JNC MULLOOP2 MOV
C CLR MOV A, R4
A, R0 ADD A, R2 MOV
A, R2 R4, A MOV SUBB
B, A A, R5 MOV MOV
MOV A, R1 ADDC A, R3
A, R3 SUBB MOV R5, A
DIVLOOP2 A, R6
MOV JC
R0, B A, #00H MOV ADDC
R1, A
MOV MOV R6, A
C
MOV A, R7
DIVLOOP2: CPL
46H, DIVLOOP1 DJNZ A, #00H ADDC
A, R4 MOV MOV R7, A
A 46H, MULLOOP1 RLC MULLOOP2: DJNZ
A MOV RET
R4,
R5 MOV /*四字节两字节无符号数除法程序A,
A MOV DIV4BY2: 46H, #20H RLC
A R5, #00H MOV R0, MOV
A, R6
MOV R1, #00H MOV
A RLC
R6, A A, R4 DIVLOOP1: MOV MOV
A, R7 MOV A RLC
A MOV RLC R4, A
R7, A A, R5 MOV MOV
RET A RLC
; R5, A MOV
END
A, R6 MOV
A
RLC
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总结
由于时间和其他的相关因素我没有做出实物，对此我感到非常的抱歉，但是对我设计超声波的一个很好地理论对此我问心无愧。最终我设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波
传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。超声波测距仪硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用AT89C51或其兼容系列。这个就是我论文的全部把超声波测距完美的体现出来，以及他的结构等等一系列方面。希望大家通过我的论文对超声波有一个全面的认识。
致谢
首先，我很感激我的论文导师——董李江老师在毕业设计中对我认真负责的指导和严格要求，同时也感谢其他老师对我的帮助和认真的指导。在我写论文期间他们在专业上，生活上，精神上都给我最好的关心和帮助还有支持，真的在我论文期间没有您们的帮助和安慰我想我自己都没有信心和精神去完成这篇论文，谢谢董李江老师的帮助，谢谢同学们的安慰，谢谢家人的关心和关爱，让我知道我不是一个人还有你们我爱大家。
在最后的结尾我要很好地感谢我的家人，他们关心支持把还有爱让我很感动，他们把我养育成人供我上学，在生活上，精神上，经济上都给我最好的，而我会一直努力的去报答你们的，另外还有很多很多帮助我的亲人朋友和同学们谢谢你们给我的帮助，在这里我无法一一列举出来，在此也一并表示真心地感谢！
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参考文献
[1] 胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化，2003.10
[2] 时德刚，刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制，2002.10
[3] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002 .5
[4] 李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1993. 6
[5] 陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版).武汉：华中理工大学出版社，1999.4
[6] 徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999. 6. - 11 -
基于51单片机的超声波测距毕业设计(论文)
一设计题目基于51单片机的超声波测距 二设计者 姓名班级学号组号 三、设计思路及框图、原理图 任务：以单片机为核心，设计并制作一超声波测距系统基本要求： 利用时间差测距，不考虑温度变化 用数码管显示测试结果 工作频率：450kHz 测距范围：0.5~10米 测试精度： 10% 发挥部分尽量增大测控范围，提高测试精度 1.系统的硬件结构设计 1.1. 超声波发生电路 发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成，单片机P1.0端口输出的450kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻R1O、R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。 1.2超声波检测接收电路 采用集成电路CX20106A为超声波接收芯片。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电
容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。 1.3 显示电路 显示电路主要由74ls273芯片驱动，用PNPC8550三级管进行位选，七段共阳极数码管显示。 2.系统的软件结构设计 设计思路 主程序中包括温度补偿子程序，计算子程序，显示子程序。采用汇编编程。首先进行系统初始化。其次利用循环产生4个40KHZ的方波，由输出口进行输出，并开始计时。第三等待中断，若超声波被接收探头捕捉到，那么通过中断可测得
基于51单片机超声波测距仪设计【开题报告】
毕业论文开题报告 电子信息工程 基于51单片机超声波测距仪设计 一、课题研究意义及现状 随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求。例如在井深、液位、管道长度测量等场合。传统的测距方法根本无法完成测量任务。还有在很多要求实时测距的情况下。传统的测距方法也不能很好地完成测量任务。于是一种新的测距方法——超声波测距应运而生。超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，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立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。超声测距是一种非接触式的检测方式，它不受光线、被测对象颜色等影响。超声波传感器结构简单、体积小、信号处理可靠，所以检测比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。在移动机器人、汽车安全、海洋测量等上得到了广泛的应用。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。 随着科学技术的快速发展，超声波测距仪的应用将会越来越广，这是一个蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。未来的超声波测距技术将朝着更高精度，更大应用范围，更稳定方向发展，死角问题也能得到解决。超声波测距仪将其通过51单片机来实现,成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠，非常适合于短距离测量定位。51单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用它的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，有很大的市场开发潜力。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题主要设计一种基于单片机的超声测距系统。该系统以超声波的传播速度为确定条件，利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离。课题主要内容包括硬件设计和软件设计。硬件设计主要包括单片机系统，超声波发射电路、超声波检测接收电路、数码管显示电路等。软件部分拟采用单片机C语言编程，便于维护和修改，主要是利用中断完成信号发射和接受中间所耗时间的计算，并进行相关的数据处理以得到准确的距离。本课题要求测量精确、可靠、显示正确。 三、课题研究的方法及措施 先通过上网、图书馆等各种途径，搜索与本课题相关的资料进行大量的阅读，从而从整体上对这个课题进行认识。然后根据查阅的资料作出总体方案的设计框图以及确定本设计的实现方法。本设计总体框图如下：
基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本
《单片机技术》 课程设计报告 题目：基于MCU-51单片机的秒表设计班级： 学号： 姓名： 同组人员： 指导教师：王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日
目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)
基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要：单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品，具有功耗低，安全性高，使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表，它采用键盘输入，单片机技术控制。设计容以硬件电路设计，软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示，在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求
51单片机超声波测距程序
//晶振:11.0592 //TRIG:P1.2 ECH0:P1.1 //波特率：9600 #include
{ j=10; while(--j); } } } void zd0() interrupt 1 //T0中断用来计数器溢出，超出测距范围{ flag=1; //中断溢出标志 } void StartModule() //T1中断用来扫描数码管和计800ms启动模块{ TX=1; //800MS启动一次模块 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); TX=0; } void main(void) { TMOD=0x21; //设T0为方式1,GATE=1; SCON=0x50; TH1=0xFD; TL1=0xFD; TH0=0; TL0=0;
超声波测距仪单片机课设实验资料报告材料
微机原理与单片机系统课程设计 业：专轨道交通信号与控制 级：班1305 交控
姓名：贺云鹏 学号： 201310104 指导教师：建国 交通大学自动化与电气工程学院 30 日 12 2015 年月 超声波测距仪设计设计说明1 设计目的1.1 测量声波在发超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍射后遇到障碍物反射回来的时间，物的实际距离。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。 超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离，从而实现无接触测量物体距离。超声波测距迅速、方便，且不受光线等因素影响，广泛应用于水文液位测量、建筑施工工地的测量、现场的位置监控、振动仪车辆倒车障碍物的检测、移动机器入探测定位等领域。 1.2 设计方法 本课题包括数据测距模块、显示模块。测距模块包括一个HC-SR04超声波测距模块和一片AT89C51单片机，该设计选用HC-SR04超声波测距模块，通过单片机对超声波进行计时并根据超AT89C51发射和接受超声波，使用HC-SR04．声波在空气中速度为340米每秒的特性计算出距离。显示模块包括一个4位共阳极LED数码管和AT89C51单片机，由AT89C51单片机控制数码管动态显示距离。 1.3 设计要求 采用单片机为核心部件，选用超声波模组，实现对距离的测量，测量距离能够通过显示输出(LED，LCD)。 2 设计方案及原理 2.1超声波测距模块设计
基于51单片机课程设计
基于51单片机课程设计报告 院系：电子通信工程 团组：电子设计大赛1组 姓名： 指导老师：
目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)
一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词：STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能： 不加热时实时显示时间，并可手动设置时间； 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度，范围在20～70度之间，打开开关后，根据设定温度与水温确定是否加热，及何时停止加热，可实时显示温度； 设定加热时间功能。限定烧水时间，加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警，并可实时显示温度。 2、系统设计的框架
本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括：电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机STC8951获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ，这里采用通过LED1和LED2取代！！！ 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声，这里采用HLLED提示。
基于-51单片机的HCSR04超声波测距系统制作
基于51单片机带温度补偿的HC-SR04超声波测距系统 利用从网上购买的HC-SR04超声波模块制作了一个测距装置，HC-SR04自身不带温度补偿功能，所以加上一个使用DS18B20做的温度测量模块。整个系统包括：51单片机最小系统，超声波测距模块、温度测量模块、液晶显示模块。使用了如下主要元器件： 元件说明数量 STC90C516RC 51单片机 1 HC-SR04 超声波测距模块 1 DS18B20 温度测量模块 1 lcd1602 液晶显示模块 1 系统电路图
51单片机最小系统 单片机型号：STC90C516，晶振：12Mhz。自己动手焊接的最小系统板。LCD1602A液晶显示模块：
HC-SR04超声波测距模块 HC-SR04超声波测距模块可提供2cm至400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm；模块自身包括超声波发射器、接收器与控制电路。 实物正反两面图 HC-SR04电气参数： HC-SR04工作原理及说明： 1、给Trig触发控制信号IO端口至少10us的高电平信号； 2、模块自动发送8个40khz的方波，并自动检测是否有信号返回； 3、有信号返回时，Echo回响信号输出端口输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到 返回的时间； 4、两次测距时间间隔最少在60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响； 超声波时序图 单片机控制HC-SR04超声波测距说明： 原理图中，单片机的P1.7口接HC-SR04的Trig端口，P1.6口接HC-SR04的Echo端口，超声波在传播时碰到障碍物即返回，HC-SR04模块收到回波信号后Echo口输出一个高电平，单片机检测到高电平后即启动计数器开始计数，直到单片机检测到Echo口变成低电平后结束计数，计数器的计数值乘以单片机计数周期就是超声波从发射到接收的往返时间，即距离S=v*t/2； 由于在室温下，声速受温度的影响，其变化关系为：V=334.1+T*0.61(T为当前温度)，利用DS18B20
单片机应用_超声波测距器
单片机课程设计 一、需求分析： 超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量围在１m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，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。利用超声波检测往往比较迅速、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，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。 本文旨在设计一种能对中近距离障碍物进行实时测量的测距装置，它能对障碍物进行适时、适量的测量，起到智能操作，实时监控的作用。 关键词单片机AT82S51 超声波传感器测量距离 二、硬件设计方案 设计思路 超声波传感器及其测距原理 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，必须产生超生波和接收超声波。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；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）。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物之间的距离 测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，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340米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。 超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。 根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S51单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示： 超声波测距器系统设计框图 主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。采用AT89S51来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
51单片机程序超声波模块避障
#include { TX=1; delay(2); TX=0; } void main() { unsigned char i; unsigned int a; TMOD=0x10; EA=1; TH1=0; TL1=0; ET1=1; while(1) { RX=1; StartModule(); for(a=951;a>0;a--) { if(RX==1) { Timer_Count(); } } } } 题目：超声波测距仪的设计 超声波测距仪的设计 一、设计目的： 以51单片机为主控制器，利用超声波模块HC-SR04，设计出一套可在数码管上实时显示障碍物距离的超声波测距仪。 通过该设计的制作，更为深入的了解51的工作原理，特别是51的中断系统及定时器/计数器的应用；掌握数码管动态扫描显示的方法和超声波传感器测距的原理及方法，学会搭建51的最小系统及一些简单外围电路(LED显示电路)。从中提高电路的实际设计、焊接、检错、排错能力，并学会仿真及软件调试的基本方法。 二、设计要求： 设计一个超声波测距仪。要求： 1.能在数码管上实时显示障碍物的实际距离； 2.所测距离大于2cm小于300cm，精度2mm。 三、设计器材： STC89C52RC单片机 HC-SR04超声波模块 SM410561D3B四位的共阳数码管 9014三极管（4） 按键（1） 电容（30PF2，10UF1） 排阻（10K），万用板，电烙铁，万用表，5V直流稳压电源，镊子，钳子， 导线及焊锡若干，电阻（200欧5）。 四、设计原理及设计方案： （一）超声波测距原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，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立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速，常温下取为344m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 根据本次设计所要求的测量距离的围及测量精度，我们选用的是HC-SR04超声波测距模块。(如下图所示)。此模块已将发射电路和接收电路集成好了，硬件上不必再自行设计繁复的发射及接收电路，软件上也无需再通过定时器产生40Khz的方波引起压电陶瓷共振从而产生超声波。在使用时，只要在控制端‘Trig’发一个大于15us宽度的高电平,就可以在接收端‘Echo’等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就打开定时器开始计时。 当此口变为低电平时就停止计时并读出定时器的值，此值就为此次测距的时间，再根据传播速度方可算出障碍物的距离。 （二）超声波测距模块HC-SR04简要介绍 HC-SR04超声波测距模块的主要技术参数使用方法如下所述： 1. 主要技术参数： ①使用电压：DC5V ②静态电流：小于2mA ③电平输出：高5V 基于51单片机的超声波测距系统 贾源 完成日期：2011年2月22日 目录 一、设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2性能指标 (3) 二、超声波测距原理概述 (4) 2.1超声波传感器 (5) 2.1.1超声波发生器 (5) 2.1.2压电式超声波发生器原理 (5) 2.1.3单片机超声波测距系统构成 (5) 三、设计方案 (6) 3.1AT89C2051单片机 (7) 3.2超声波测距系统构成 (8) 3.2.1超声波测距单片机系统 (9) 图3-1：超声波测距单片机系统 (9) 3.2.2超声波发射、接收电路 (9) 图3-1：超声波测距发送接收单元 (10) 3.2.3显示电路 (10) 四.系统软件设计 (11) 4.1主程序设计 (11) 4.2超声波测距子程序 (12) 4.3超声波测距程序流程图 (13) 4.4超声波测距程子序流程图 (14) 五.调试及性能分析 (14) 5.1调试步骤 (14) 5.2性能分析 (15) 六.心得体会 (15) 参考文献 (16) 附录一超声波测系统原理图 (18) 附录二超声波测系统原理图安装图 (19) 附录三超声波测系统原理图PCB图 (20) 附录四超声波测系统原理图C语言原程序 (21) 参考文献 (26) 一、设计任务和性能指标 1.1设计任务 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个超声波测距仪器，用LED数码管把测距仪距测出的距离显示出来。 要求用Protel 画出系统的电路原理图，印刷电路板，绘出程序流程图，并给出程序清单。 1.2性能指标 距离显示：用三位LED数码管进行显示（单位是CM）。 测距范围：25CM到 250CM之间。误差：1%。 1 电源提供方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。 方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。 综上所述，选择方案一。 3 输入方案： 设计要求系统能调节灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。 该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用。 综上所述，选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即如图2.1所示： 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能： 自动化技术综合实训报告 实训题目： 院 专 班 姓 学 指导教师： 实训地点： 开课时间： 序号 评价内容 分数 序 号 评价内容 分数 1 出勤（10 分） 3 实训任务完成情况（50 分） 2 课题难度分值（10 分） 4 实训总结报告（30 分） 实训总成绩： 94 分 学生姓名： 魏*星 实训评分 指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 目录 第 1章绪论 1.1实训的目和要求 1.2实训课题设计功能描述……………………………………………………… 1.3应解决的问题………………………………………………………………第 2章整体设计方案 2.1设计原理 2.2整体系统设计………………………………………………………………第 3章硬件电路设计 3.1电路原理图 3.2元件清单…………………………………………………………………… 3.3重要电路介绍 3.3.1复位与晶振电路…………………………………………………… 3.3.2超声波发射电路…………………………………………………… 3.3.3超声波接收检测电路……………………………………………… 3.3.4显示电路 第 4章软件设计 4.1系统软件设计 4.2程序流程图 4.3程序设计与调试 第 5章制板焊接调试 5.1仿真结果与 PCB图 5.2焊制电路板、实物运行调试 5.3误差分析与校正讨论 总结与体会 谢词 参考文献 附录 第1章绪论 1.1实训的目的和要求 生产实训是自动化专业本科生在校期间必须进行的主要实践环节之一，是培养学生工程实践能力、提高学生工程素质的一个重要组成部分。作为一名工科学生，将来从事自动化及相关工作，为了让我们能尽早的认识社会实践，了解工业生产，提高自己的动手意识，强化个人素质，增强理论联系实际的观念，学校给我们安排了为期两周的专业实训，让我们学到的理论知识和实践联系到一起，为我们以后的走向社会打下一个坚实的基础。 这次实训的主要目的是让大家进一步了解 AT89 系列单片机的引脚、功能，晶振电路、显示电路和信号输入输出电路的设计，熟悉使用 keil 软件和用汇编语言编程完成各种处理和控制，同时学习使用软件对电路进行设计，对项目进行仿真、调试，以及 PCB 板的制作等，最主要的是了解一个小型项目的研发过程，从项目的提出到项目实现需要怎样一步步来完成，项目完成事应该大概掌握以上要求。 1.2实训课题设计功能描述 我们小组选择的课题是基于 AT89C51 单片机的超声波测距仪设计。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远，因而超声波被广泛用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、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，测量时与被测物体无直接接触的特点，使得其具有很大的使用价值。 我们最熟悉的超声波测距的应用是声纳系统，是超声波测距在军事上的终极使用，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；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。 除了军事，日常生活和工业上也广泛应用，如：倒车雷达，建筑施工工地以及一些工业现场在液位测量、井深测量、管道长度测量等场合的使用。 1.3设计研究的要求及主要内容应解决的问题 本项目需要通过学习和查阅资料，了解和掌握如下知识： 1. +5V电源原理及设计 2.单片机复位电路工作原理及设计 3.单片机晶振电路工作原理及设计 4.七段 LED显示原理及设计 5.超声波传感器的应用及设计 6.电路的接线 7.AAT89C51单片机的引脚 8.单片机汇编语言及设计 #include 课程设计说明书 课程设计任务书 超声波测距仪的设计实现 摘要 该超声测距系统采用芯片STC89C52作为系统的主控制器，利用NE555作为本系统的脉冲发射源，结合3位7段数码管液晶显示，达到了较大的测试距离和较高的测量精度，并能实时显示且无明显失真。 关键字: 超声波测距实时 第1章设计题目与要求 1.1 设计要求 采用压电式超声波换能器，使用单片机作为控制器，完成超声波测距仪的软硬件设计。 1.2 基本要求： (1)具有反射式超声波测距功能，测量距离0.1m~3.0m； (2)测量距离精度：误差±1cm； (3) 利用LED数码管显示测试距离； (4)实时显示测量的距离，显示格式为：□.□□米 第2章系统总体方案论证 2.1 系统总体方案 题目要求设计一个利用超声波反射原理测量距离的超声波测距仪，并且具有实时同步显示，由此本系统可以划分为发射、接收、显示、主控制模块共四大模块，如图2.1所示： 图2.1系统基本方框图 针对技术指标的需要，为使系统的测量距离更远、精度更高，提高系统的整体完善性，现对以上系统各个功能模块进行一一的方案论证： 2.2 主控制模块 2.2.1 主控制模块概述 主控制器模块其实就是一个简化的嵌入式系统。 嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。 2.2.2 主控制模块方案选择 根据以上知识，考虑到目前市场上比较常用的AVR、61、51三种微控制器，我们有如下三种方案可供选择。 方案一：AVR单片机 AVR单片机种类丰富，有AT tiny、AT90S、ATmeg系列，各个系列又有不同 一设计要求 （1）设计一个以单片机为核心的超声波测距仪，可以应用于汽车倒车、工业现场的位置监控； （2）测量范围在0.50～4.00m，测量精度1cm； （3）测量时与被测物无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。 二超声波测距系统电路总体设计方案 本系统硬件部分由AT89S52控制器、超声波发射电路及接收电路、温度测量电路、声音报警电路和LCD显示电路组成。汽车行进时LCD显示环境温度，当倒车时，发射和接收电路工作，经过AT89S52数据处理将距离也显示到LCD 上，如果距离小于设定值时，报警电路会鸣叫，提醒司机注意车距。超声波测距器的系统框图如下图所示： 图5 系统设计总框图 由单片机AT89S52编程产生10us以上的高电平，由指定引脚输出，就可以在指定接收口等待高电平输出。一旦有高电平输出，即在模块中经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的处理，指定接收口即变为低电平，读取单片机中定时器的值。单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的 时间间隔计算出障碍物的距离，并由单片机控制显示出来。 由时序图可以看出，超声波测距模块的发射端在T0时刻发射方波，同时启动定时器开始计时，当收到回波后，产生一负跳变到单片机中断口，单片机响应中断程序，定时器停止计数。计算时间差，即可得到超声波在媒介中传播的时间t，由此便可计算出距离。 图6 时序图 三超声波发射和接收电路的设计 分立元件构成的发射和接收电路容易受到外界的干扰，体积和功耗也比较大。而集成电路构成的发射和接收电路具有调试简单，可靠性好，抗干扰能力强，体积小，功耗低的优点，所以优先采用集成电路来设计收发电路。 3．1 超声波发射电路 超声波发射电路包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两部分，可采用软件发生法和硬件方法产生超声波。在超声波的发射电路的设计中，我们采用电路结构简单的集成电路构成发射电路： 课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有. AD转换 要求： A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换，并显示（保留4位数字）设计框图： 方案设计： AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多，可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器，通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。 下面说明各引脚功能： ?IN0～IN7：8路模拟量输入端。 ?2-1～2-8：8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。 ?START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 ?EOC： A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 ?OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 ?CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。 ?REF（+）、REF（-）：基准电压。 ?Vcc：电源，单一+5V。 ?GND：地 工作原理： 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC 变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。 //超声波测距，测距范围2cm-400cm; #include uchar code list[]={ 0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , 0x66 , 0x6d ,0x7d , 0x07 , 0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , 0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 }; /*共阴极数码管带小数点代码表*/ uchar code listtwo[] = { 0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6, 0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; /*长延时函数*/ void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=100;y>0;y--); } /*短延时函数*/ void delay20us() { uchar a; for(a=0;a<100;a++); } /*报警函数*/ void beer() { // BEEP=0; delay(10); } /*定时器初始化*/ void initime0() { TMOD=0x01; TH0=0; 基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日超声波测距仪的设计说明
基于51单片机的超声波测距系统
51单片机红绿灯课程设计
基于51单片机的超声波测距仪设计
用51单片机实现HC-SR04超声波测距程序
51单片机课程设计
课程设计名称
专
业
班
级
学
号
学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排： 设计任务：分两部分： （一）、设计实现类：进行软、硬件设计，并上机编程、联线、调试、 实现； 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声（自己选曲） 7.键盘液晶显示系统 （二）、应用系统设计类：不须上机，查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明：第 1--7 题任选其二即可。（二）里题目自拟。 日程安排： 本次设计共二周时间，日程安排如下： 第 1 天：查阅资料，确定题目。 第 2--4 天：进实验室做实验，连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天：编写程序，并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天：整理资料，撰写课程设计报告，准备答辩。 第 10 天：上交课程设计报告，答辩。 设计报告要求：
1. 设计报告里有两个内容，自选题目内容+附录（实验内容），每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现，要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括： 1） 设计题目、任务与要求 2）硬件框图与电路图 3） 软件及流程图 （a）主要模块流程图 （b）源程序清单与注释 4） 总结 5） 参考资料 6）附录 实验上机调试内容
注：此任务书由指导教师在课程设计前填写，发给学生做为本门课程设计 的依据。超声波测距仪的设计实现
基于51单片机超声波测距
51单片机课程设计 AD转换
51单片机超声波测距程序
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