基于单片机的超声波测距仪的设计与实现

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1、基于单片机的超声波测距仪的设计与实现中文摘要本设计基于单片机AT89C52，利用超声波传感器HC-SR04、LCD显示屏及蜂鸣器等元件共同实现了带温度补偿功能可报警的超声波测距仪。我们以AT89C52作为主控芯片，通过计算超声波往返时间从而测量与前方障碍物的距离，并在LCD显示。单片机控制超声波的发射。然后单片机进行处理运算，把测量距离与设定的报警距离值进行比较判断，当测量距离小于设定值时，AT89C52发出指令控制蜂鸣器报警，并且AT89C52控制各部件刷新各测量值。在不同温度下，超声波的传播速度是有差别的，所以我们通过DS18B20测温单元进行温度补偿，

2、减小因温度变化引起的测量误差，提高测量精度。超声波测距仪可以实现4m以内的精确测距，经验证误差小于3mm。关键词：超声波；测距仪；AT89C52；DS18B20；报警DesignandRealizationofultrasonicrangefinderbasedABSTRACTThedesignobjectiveistodesignandimplementmicrocontrollerbasedultrasonicrangefinder.ThemainuseofAT89C52,HC-SR04ultrasonicsensoralarmsystemcomplet

3、erangingproduction.WeAT89C52asthemainchip,bycalculatingtheround-triptimeultrasoundtomeasurethedistancetoobstaclesinfrontof,anddisplayedintheLCD.SCMultrasonictransmitter.Thenthemicrocontrollerforprocessingoperationtomeasurethedistanceandsetalarmvaluesarecomparedtojudgedistance,whenm

4、easureddistanceislessthanthesetvalue,AT89C52issuecommandstocontrolthebuzzeralarm,andcontroleachmemberrefreshAT89C52measuredvalues.Becauseatdifferenttemperatures,ultrasonicwavepropagationvelocityisadifference,soweDS18B20temperaturemeasurementbythetemperaturecompensationunit,reducing

5、errorsduetotemperaturechanges,andimprovemeasurementaccuracy.Gooddesigncanachievepreciserangeultrasonicdistancewithin4m,provenerrorislessthan3mm.Keywords:Ultrasonic；Location；AT89C52;DS18B20;Alarm目录第一章前言11.1课题背景及意义11.1.1超声波特性11.1.2超声波测距21.2超声波模块基本介绍31.2.1超声波的电器特性31.2.2超声波的工作原理51．3主要研

6、究内容和关键问题6第二章方案总体设计72.1超声波测距仪功能72.2设计要求82.3系统基本方案92.3.1方案比较92.3.2方案汇总11第三章系统硬件设计133.1单片机最小系统133.2超声波测距模块133.3显示模块153.4温度补偿电路153.5蜂鸣报警电路16第四章系统软件设计174.1AT89C52程序流程图174.2计算距离程序流程图194.3报警电路程序流程图194.4超声波回波接收程序流程图20第五章系统的调试与测试215.1安装215.2系统的调试21第六章总结23参考文献24致谢25附录26附录1整机电路原理图26附录2超声波温度和速

7、度的关系27附录3部分源程序29第一章前言1.1课题背景及意义1.1.1超声波特性众所周知，振动产生声波。通常每秒声波振动的次数被称为频率，单位是Hz。人的听觉范围为20〜20,000Hz，即我们无法获取振动频率小于20Hz和大于20,000Hz的声波。所以科学家把声波按照人类的听觉范围进行了分类：振动频率大于20,000Hz的成为超声波，小于20Hz的称为次声波。超声波是一种超越人类听力极限的声波，频率大于20KHz，是在弹性介质中的机械振荡。超声波能够在固体、液体和气体中传播，不同的传播介质传播的速度不相同。超声波和其他机械波一样，在传播的过程中也会因折

8、射和反射而衰减。超声波有以下特性：1．波长通常我们把