基于单片机的超声波测距

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1、基于单片机的超声波测距专业：09应用电子技术组长：叶现中成员：叶现中余永祥陈海洋指导教师：范江波摘要[摘要]本文利用超声波传输中距离与时间的关系，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距仪，对不同距离进行了测试，并进行了详尽的误差分析。[关键词]超声波测距单片机温度传感器目录摘要································

2、·····2第一章概述···························4第二章2．1使用芯片介绍······················52．2超声波测距的工作原理··············62．3超声波测距仪的设计目标············62．4超声波测距仪的数据测量与分析······7第三章硬件设计·························93．1单片机最小系统····················93．2单片机系统及显示电路·············103．3超声波发射电路··

3、··················113．4超声波接收电路····················123．5系统程序设计······················133．6原理图设计························163．7PCB设计··························17第四章软件设计·························184．1软件流程图设计····················184．2软件编程··························18第

4、五章调试·····························33第六章总结·····························33第七章参考文献·························34第一章概述随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测试，并可以进行详尽的误差分析。随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用比定导致传统的控制技术从根本上发生

5、变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。本文采用51系列单片机AT89C51为中心器件设计的超声波测距仪。第二章2．1使用芯片概述AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableRead

6、OnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2．2超声波测距的工作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

7、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340m/s声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。2．3超声波测距仪设计目标测量距离:5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。2．4超声波测距仪的数据测量与分析1.数据测量与分析由于实际测量工作的局限性

8、，最后在测量中选取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm六个距离进行测量，每个距离连续测量七次，得出测量数据(温度:29℃),如表所示。从表中的数据可以看出，测量值一般都比实际值要大几厘米，但对于连续测量的准确性还是比较高的。对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据，最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。从表中