单片机超声波测距
基于单片机的超声波测距仪设计与实现
企业组织结构类型１、直线制直线制是一种最早也是最简单的组织形式。
其特点是企业各级行政单位从上到下实行垂直领导，下属部门只接受一个上级的指令，各级主管负责人对所属单位的一切问题负责。
厂部不另设职能机构（可设职能人员协助主管人工作），一切管理职能基本上都由行政主管自己执行。
直线制组织结构的优点是：结构比较简单，责任分明，命令统一。
２、职能制职能制组织结构，是各级行政单位除主管负责人外，还相应地设立一些职能机构。
如在厂长下面设立职能机构和人员，协助厂长从事职能管理工作。
这种结构要求行政主管把相应的管理职责和权力交给相关的职能机构，各职能机构就有权在自己业务范围内向下级行政单位发号施令。
因此，下级行政负责人除了接受上级行政主管人指挥外，还必须接受上级各职能机构的领导。
３、直线—职能制直线－职能制，也叫生产区域制，或直线参谋制。
它是在直线制和职能制的基础上，取长补短，吸取这两种形式的优点而建立起来的。
４、事业部制事业部制最早是由美国通用汽车公司总裁斯隆于1924年提出的，故有“斯隆模型”之称，也叫“联邦分权化”，是一种高度（层）集权下的分权管理体制。
它适用于规模庞大，品种繁多，技术复杂的大型企业，是国外较大的联合公司所采用的一种组织形式，近几年中国一些大型企业集团或公司也引进了这种组织结构形式。
５、模拟分权制这是一种介于直线职能制和事业部制之间的结构形式。
许多大型企业，如连续生产的钢铁、化工企业由于产品品种或生产工艺过程所限，难以分解成几个独立的事业部。
又由于企业的规模庞大，以致高层管理者感到采用其他组织形态都不容易管理，这时就出现了模拟分权组织结构形式。
６、矩阵制在组织结构上，把既有按职能划分的垂直领导系统，又有按产品（项目）划分的横向领导关系的结构，称为矩阵组织结构。
基于单片机的超声波测距仪的设计
基于单片机的超声波测距仪的设计超声波测距仪是一种常见的测量距离的仪器，它使用超声波的反射原理来测量被测物体与测距仪之间的距离。
基于单片机的超声波测距仪可以实现更精确、更灵活的测距功能。
本文将详细介绍基于单片机的超声波测距仪的设计。
首先，我们需要选择合适的硬件平台。
单片机作为核心芯片，可以选择AT89C51或者STM32等。
超声波传感器可以选择HC-SR04或者JSN-SR04T等。
此外，我们还需要一块LCD显示屏用于显示测距结果，以及一些电路连接线等。
接下来，我们需要设计电路部分。
首先，将超声波传感器的VCC引脚连接到单片机的5V引脚，将GND引脚连接到单片机的GND引脚。
然后，将超声波传感器的Trig引脚连接到单片机的一些IO口，将Echo引脚连接到单片机的另一个IO口。
最后，将LCD的引脚连接到单片机的相应IO 口，至此电路部分完成。
接下来，我们需要编写相应的软件程序。
首先，我们需要初始化单片机的IO口，将Trig引脚设置为输出模式，Echo引脚设置为输入模式。
然后，我们需要设置中断，以便能够检测到Echo引脚电平的变化。
当超声波传感器发出一次超声波后，Echo引脚将会有一次脉冲输出，该脉冲的宽度与被测物体与测距仪之间的距离成正比。
我们可以通过测量脉冲的宽度来计算出距离。
在进行测距之前，我们需要先发出一段超声波。
通过设置Trig引脚为高电平，持续10us，然后将其设为低电平，即可发出一段超声波。
接下来，我们需要在中断服务函数中记录下Echo引脚电平变化的时间，即可以得到Echo引脚电平变化的时间间隔。
根据声速的传播速度，我们可以将时间间隔转换为距离。
最后，我们将测量到的距离结果显示在LCD屏幕上。
通过调用LCD驱动程序中的相应函数，我们可以将距离结果以字符串的形式显示在LCD屏幕上。
综上所述，基于单片机的超声波测距仪的设计包括硬件电路的设计和软件程序的编写。
硬件电路主要包括超声波传感器、单片机、LCD显示屏等的连接，软件程序则主要包括初始化IO口、设置中断、发出超声波、测量脉冲宽度、计算距离和显示结果等的功能。
基于单片机的超声波测距系统的设计
基于单片机的超声波测距系统的设计
超声波测距系统是一种常见的测距技术，它利用超声波的特性来测量物体与传感器之间的距离。
基于单片机的超声波测距系统是一种常见的应用，它可以广泛应用于工业自动化、智能家居、机器人等领域。
基于单片机的超声波测距系统主要由超声波传感器、单片机、LCD 显示屏和电源等组成。
超声波传感器是测距系统的核心部件，它可以发射超声波信号并接收反射回来的信号。
单片机是控制系统的核心部件，它可以对传感器发射的信号进行处理，并计算出物体与传感器之间的距离。
LCD显示屏可以显示测量结果，方便用户进行观察和操作。
在设计基于单片机的超声波测距系统时，需要注意以下几点：
1.选择合适的超声波传感器。
传感器的频率和探测距离是选择传感器时需要考虑的重要因素。
2.选择合适的单片机。
单片机的处理速度和存储容量是选择单片机时需要考虑的重要因素。
3.编写合适的程序。
程序需要能够对传感器发射的信号进行处理，并计算出物体与传感器之间的距离。
同时，程序还需要能够将测量结果显示在LCD显示屏上。
4.进行系统测试。
在完成系统设计后，需要进行系统测试，确保系统能够正常工作，并且测量结果准确可靠。
基于单片机的超声波测距系统具有测量精度高、响应速度快、体积小等优点，可以广泛应用于各种领域。
在未来，随着技术的不断发展，基于单片机的超声波测距系统将会得到更广泛的应用。
单片机课程设计超声波测距设计代码注释
尊敬的读者：感谢您对本篇文章的关注和阅读。
在本篇文章中，我将为您介绍单片机课程设计中超声波测距设计代码的注释。
希望这些注释能够帮助您更好地理解超声波测距的原理和代码实现。
注释一：引入头文件```c#include <reg52.h>#include <intrins.h>```这里引入了reg52.h和intrins.h两个头文件，reg52.h是51单片机的特殊寄存器及位字段定义，intrins.h包含了一系列嵌入汇编的内置函数，用于单片机的延时等操作。
注释二：定义IO口```csbit Trig = P1^0;sbit Echo = P1^1;```Trig表示超声波发射端的控制引脚，Echo表示超声波接收端的输入引脚。
注释三：延时函数定义```cvoid DelayUs2x(unsigned char t){while (--t);}void DelayMs(unsigned char t){while(t--){DelayUs2x(245);DelayUs2x(245);}}```这里定义了微秒级和毫秒级的延时函数，用于超声波测距模块的操作时序控制。
注释四：超声波测距函数```cunsigned int distance() {unsigned int long ms; Trig = 0;_nop_();_nop_();Trig = 1;DelayUs2x(10);Trig = 0;while(!Echo);ms = 0;while(Echo){DelayUs2x(1);ms++;if(ms > 5000)return 0;}return ms;}```这段代码是超声波测距的核心算法，首先通过Trig引脚发送一个10us的高电平脉冲，然后在Echo引脚接收超声波回波，并计算回波的时间，最后将时间转换成距离值返回。
注释五：主函数```cvoid m本人n(){unsigned int dis;while(1){dis = distance();if(dis){dis = dis * 1.7 / 58;}DelayMs(500);}}```在主函数中，不断调用distance函数获取距离值，然后根据超声波的传播速度将时间转换成距离，并进行延时500ms后再次进行测距。
单片机超声波测距原理
单片机超声波测距原理单片机超声波测距原理是通过超声波的发射与接收来实现测距的。
超声波传感器是一种使用超声波进行物体测距的传感器，它通过发射出的声波信号与物体发生反射后返回的信号来计算出物体与传感器之间的距离。
测量的原理主要包括发射和接收两个过程。
首先是发射过程。
超声波传感器通过产生高频的电信号驱动超声波发射器，将电信号转化为超声波信号。
超声波发射器通常由压电材料构成，当施加电压后，压电材料会产生机械位移，通过振动将电信号转化为超声波信号，然后将超声波信号传播到空气中。
然后是接收过程。
当超声波信号遇到物体时，一部分超声波信号会被物体表面反射，另一部分则会穿透物体继续传播。
超声波传感器上的接收器感受到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
接收器通常也采用压电材料构成，当接收到超声波信号时，压电材料会发生机械变形，产生电压信号，将超声波信号转化为电信号。
接收到的电信号会经过放大与处理，然后输入到单片机中进行距离计算。
测距计算是通过测得超声波从发射出去到反射回来所用的时间来计算的。
超声波传播的速度是已知的，一般在空气中传播速度为343m/s。
当超声波从发射器发送，到接收器接收到反射信号所用的时间为t，根据公式：距离=速度×时间，可以得到物体与传感器之间的距离d=343m/s×t/2。
由于超声波的行程是双程的，所以要将测得的时间除以2，才能得到物体与传感器之间的实际距离。
在单片机中，通过开启发射信号，然后计时接收到反射信号所用的时间，并根据上述公式进行距离计算。
此外，为了提高测距的精度，还可以采用多次测量的方式，然后取多次测量结果的平均值来获得更准确的测距结果。
总结来说，单片机超声波测距原理是通过发射超声波信号，然后接收反射的超声波信号，并根据所用时间计算出物体与传感器之间的距离。
这种原理在实际应用中被广泛使用，如车载倒车雷达、智能门禁系统等。
它具有测量距离远、测量精度高、适用于不同环境等优点，因此在许多领域有着重要的应用价值。
at89c51超声波测距工作原理
at89c51超声波测距工作原理
基于AT89C51单片机的超声波测距系统采用脉冲回波方式，充分利用单片机的硬件和软件资源，自动实现超声波的发射与接收控制。
系统充分考虑了环境温度对超声波传播速度的影响，通过单片机中计数器所计超声波往返所经历的时间，通过公式换算就可以计算出超声波发射器与被测物之间的距离。
其原理是：超声波发射器发出的超声波在空气中以速度传播，在接触到被测物体时被反射返回，由接收器接收。
往返时间为t，由s=vt/2即可算出被
测物体的距离。
如需了解更多关于AT89C51超声波测距工作原理的信息，建议查阅
AT89C51单片机使用手册或咨询专业技术人员。
单片机超声波测距实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，单片机技术在各个领域得到了广泛应用。
超声波测距技术作为一种非接触式测量方法，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，在工业自动化、智能家居、机器人等领域有着广泛的应用前景。
本实习报告旨在通过单片机超声波测距实验，了解超声波测距原理，掌握单片机编程技巧，并实现一个简单的超声波测距系统。
二、实习目的1. 理解超声波测距原理，掌握超声波传感器的工作原理。
2. 掌握单片机编程技巧，实现超声波测距功能。
3. 了解超声波测距系统在实际应用中的注意事项。
三、实习内容1. 超声波测距原理超声波测距原理基于声波在介质中传播的速度和距离的关系。
当超声波发射器发出超声波信号后，遇到障碍物会发生反射，反射信号被接收器接收。
根据超声波发射和接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器的距离。
2. 实验设备（1）51单片机开发板（2）HC-SR04超声波测距模块（3）蜂鸣器（4）LED灯（5）面包板、连接线3. 实验步骤（1）搭建实验电路将51单片机开发板、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等元器件按照电路图连接到面包板上。
（2）编写程序使用C语言编写单片机程序，实现以下功能：1）初始化51单片机、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等外围设备。
2）使用定时器0产生定时中断，定时检测HC-SR04超声波测距模块的回波信号。
3）根据超声波往返时间计算距离，并显示在LCD显示屏上。
4）当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
（3）编译、下载程序将编写好的程序编译并下载到51单片机开发板上。
（4）测试与调试连接LCD显示屏，观察距离显示是否正常。
调整HC-SR04超声波测距模块与障碍物的距离，测试报警声和LED灯是否正常工作。
四、实习结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了超声波测距功能。
当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
2. 分析（1）超声波测距原理正确，程序编写无误。
单片机课程设计超声波测距离
超声波测距系 统的功耗：功 耗较低，适合
长时间使用
评估指标：包括测量精度、 响应速度、稳定性等
测试方法：采用标准测试方法， 如距离测量误差、响应时间等
改进建议：针对测试结果，提 出改进方案，如优化算法、提
高硬件性能等
评估结果：对改进后的系统性 能进行再次评估，确保达到预
期效果
总结与展望
课程设计目标：掌握超声波测距原 理，提高实践能力
提高稳定性：通过 优化硬件设计和软 件算法，提高系统 的稳定性
拓展应用领域：将 超声波测距技术应 用于更多领域，如 机器人、无人机等
感谢您的观看
汇报人：
测试条件：温度、湿度、光照、 噪音等
测试方法：静态测试、动态测 试、模拟测试等
准备测试环境：确保测 试环境无干扰，温度适
宜，湿度适中
连接测试设备：将超声 波测距系统与测试设备 连接，确保连接稳定
设定测试参数：设定测 试距离、测试次数、测
试精度等参数
启动测试：启动超声波 测距系统，开始测试
记录测试数据：记录测 试过程中的距离、时间、
超声波传感器通过发射超声波信号，接收反射信号，计算距离 超声波传感器由发射器、接收器和信号处理电路组成 发射器发出超声波信号，接收器接收反射信号，信号处理电路计算距离 超声波传感器的测量精度与发射频率、接收灵敏度、信号处理算法等因素有关
超声波测距原理：通过测量超声波在空气中的传播时间和距离，计算目标物体的距离 误差来源：超声波在空气中的传播速度、温度、湿度、气压等环境因素的影响 误差分析：通过实验数据，分析误差来源和影响程度，提出改进措施 误差补偿：通过软件或硬件方法，对误差进行补偿，提高测量精度
● 优势： a. 控制精度高：可以精确控制超声波发射和接收的时间 b. 响应速度快：可以快速响应超声波信号的变化 c. 功耗低：适合长时间连续工作 d. 体积小：便于携带和安装
基于stm32的超声波测距系统
基于stm32的超声波测距系统相比于传统的单片机，STM32单片机具有更高的时间测量分辨率，其主频与定时器频率高达72MHz，且该单片机在开启定时器的同时，会启动PWM通道驱动超声波发射器和通道捕捉回波信号，提高了测量的精度和准确性。
超声波测距是一种典型的非接触测量方式，在不同的传播介质中具有不同的传播速度其系统结构简单、成本低。
只有了解超声波测距的原理、了解STM32单片机才能设计出性能良好的STM32单片机的高精度超声波测距系统。
超声波测距的原理及检测方法超声波检测技术是基于非接触测量方式而逐渐发展起来的一门技术，这种非接触测量方式会经常出现在材料学、电子科学、测量学等学科当中。
超声波的产生是通过机械振动而得到，其传播速庶会随着传播介质的变化而变化。
超声波测距的实现主要是通过超声波的产生、传播与接收回波这三个主要过程。
目前，声波幅值检测法、渡越时间检测法和相位检测法是超声波测距的三种主要检测方法。
声波幅值检测法，容易受到传播介质的干扰，所以其测量精度较差。
渡越时间检测法，与其他两种检测方法相比，成本较低，测量范围较广，且实现简单，因此本文高精度超声波测距系统的设计决定采用渡越时间检测法。
相位检测法，在实际测量过程中，其测量精度要高于其他两种检测方法，但测量范围具有一定的局限性田。
STM32单片机的高精度超声波测距系统设计一、系统组成STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计主要由STM32 单片机、超声波发射电路、接受电路、补偿电路和软件等构成。
该系统将STM32单片机作为整个系统的核心，通过协调各部分电路工作，进而实现高精度的超声波测距口。
二、系统硬件设计1.超声波发射电路超声波发射电路两个最主要的组成部分就是超声波探头和超声波激励电路。
超声波探头不仅是超声波发射电路的一个重要组成部分，更是整个超声波测距系统的重要组成部分。
它是超声波测距系统中用以发射或接受超声波信号的主要器件。
超声波激励电路的基本工作原理是首先利用相应的机理信号对一特定形式的电压进行处理之后，将其加载到超声波探头上，然后再通过超声波探头压电晶片将其自身所具有的电能转化为超声波信号图。
51单片机实现超声波测距报警系统
51单片机实现超声波测距报警系统超声波测距报警系统是一种基于51单片机的硬件电路和软件程序开发的测距设备。
本文将从设备原理和设计、电路连接和程序开发等方面进行详细介绍。
一、设备原理和设计超声波测距报警系统的原理是利用超声波传感器测量并计算被测物体与传感器的距离，并通过单片机采集和处理超声波信号，根据测量结果触发报警和显示等功能。
1.超声波传感器：超声波传感器是用来发射和接收超声波信号的装置，一般由发射器和接收器组成。
发射器发射超声波信号，接收器接收被测物体反射的超声波信号。
2.单片机：本系统采用51单片机作为控制核心，负责采集和处理超声波信号，控制报警和显示等功能。
3.报警器：当距离小于设定阈值时，触发报警器发出声音或闪光等警告信号。
4.显示屏：用来显示测量结果，一般为数码管或液晶显示屏。
5.电源和电路：提供系统所需的电源和信号连接电路。
二、电路连接超声波测距报警系统的电路连接主要包括超声波传感器、单片机、报警器、显示屏以及电源等模块。
1.超声波传感器连接：将超声波传感器的发射端和接收端分别连接到单片机的引脚上，发射端连接到P1口，接收端连接到P2口。
2.报警器连接：将报警器连接到单片机的一个IO口，通过控制该IO 口的高低电平来触发报警。
3.显示屏连接：将显示屏连接到单片机的相应IO口，通过向显示屏发送数据来显示测量结果。
4.电源连接：将电源连接到单片机以及其他模块的供电端，确保系统正常工作。
三、程序开发1.初始化设置：包括引脚和端口的初始化设置，包括超声波传感器引脚和单片机的IO口设置。
2.测量距离：通过单片机控制超声波传感器发射超声波信号，并通过接收器接收反射的超声波信号，计算出被测物体与传感器的距离。
3.报警触发：根据设定的阈值，当测量到的距离小于阈值时，通过控制报警器发出声音或闪光等警告信号。
4.显示结果：通过控制显示屏将测量结果显示出来。
5.循环检测：通过循环检测的方式，不断进行测量并处理数据，实时更新测量结果和触发报警。
单片机超声波测距
课程设计报告题 目 基于单片机的超声波测距课 程 名 称 单片机系统软件设计与开发院 部 名 称 机电工程学院专 业 电气工程及其自动化班 级 13电气工程及其自动化（单）学 生 姓 名 杨秋平学 号 1304201016 课程设计地点 工科楼 C304课程设计学时 20指 导 教 师 李国利金陵科技学院教务处制成绩摘要超声波具有传播距离远、能量耗散少、指向性强等特点，在实际应用中常利用这些特点进行距离测量。
超声波测距具有非接触式、测量快速、计算简单、应用性强的特点，在汽车倒车雷达系统、液位测量等方面应用广泛。
本次课设利用超声波传播中距离与时间的关系为基本原理，以80C51单片机为核心进行控制及数据处理，通过外围电源、显示、键盘、声光报警等电路实现系统供电、测距显示、报警值设置及报警提示的功能。
软件部分采用了模块化的设计，由系统主程序及各功能部分的子程序组成。
超声波回波信号输入单片机，经单片机综合分析处理后实现其预定功能。
关键词：80C51单片机；超声波测距目录一、概述 (3)二、总体设计方案及说明 (6)三、系统硬件电路设计 (7)（1）时钟模块 (7)（2）超声波测距模块 (7)（3）警报电路模块 (8)（4）距离显示模块 (8)（5）清零模块 (9)（6）电路总体设计图 (9)四、系统软件部分设计 (10)系统源程序 (10)五、系统仿真过程与结果 (14)六、系统实物制作与功能实现 (15)六、总结 (19)七、参考文献 (20)一、概述1.1单片机简介单片机是单片微型计算机的简称，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
基于单片机的超声波测距系统设计
基于单片机的超声波测距系统设计超声波测距系统在物联网和机器人等领域有着广泛的应用。
超声波作为一种非接触的测量方式，可以有效地避免物体表面的污染，适用于各种环境下的距离测量。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计方法。
超声波测距的原理超声波测距是基于声波传播时间的测量。
超声波发射器发出超声波，经物体反射后被接收器接收。
根据声波的传播速度和接收时间，可以计算出超声波的传播距离。
常用的超声波频率为40kHz左右，其传播速度约为340m/s。
单片机与超声波测距在超声波测距系统中，单片机作为主控制器，负责控制整个系统的运行。
它接收来自超声波发射器的信号，触发超声波的发送，并计时等待超声波的返回。
当超声波被接收器接收时，单片机通过计算时间差来计算距离。
距离计算距离计算公式为：距离 =声速×时间差 / 2。
在系统中，声速是已知量，因此关键是准确测量时间差。
单片机通过计时器来精确测量从超声波发射到接收的时间，从而计算出距离。
误差分析超声波测距系统可能出现的误差主要有以下几种：1、计时器计时误差：这是时间测量误差的主要来源。
为提高计时精度，可以使用高精度的计时器或者采取软件滤波算法来降低误差。
2、声速误差：由于环境温度、湿度等因素的影响，声速可能会发生变化，从而影响测量结果。
可以通过引入温度传感器来对声速进行补偿，以减小误差。
3、反射面误差：由于被测物体的表面形状和质地等原因，超声波可能无法完全反射回来，导致测量结果偏小。
为减少误差，可以在发射端和接收端加装角度调节装置，使超声波尽量垂直于被测物体表面。
应用实例以下是一个基于单片机的超声波测距系统的设计实例：1、硬件选择：选用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，并选用HC-SR04超声波传感器作为超声波发射和接收器。
该传感器具有外接和控制电路简单、性能稳定、可靠性高等优点。
2、硬件连接：将超声波传感器的Trig和Echo引脚分别连接到单片机的GPIO口，以控制超声波的发射和接收。
STC单片机超声波测距
实物图
本测量装置的优点
基于STC12LE5A60S2单片机控制 特点为： •可两种方式工作，一般测距装置多为收发一体 ，遇到复杂的环境时干扰太多，以致不能正常 测距，而采用分离式工作状态，克服了复杂环 境的影响。 •进行了温度补偿，提高了测量精度。 •采用的单片机进行处理测距，可实现在不同环 境下的参数修改，使之更加精确。 •可视环境而进行模式的自动切换，功能齐全。
原理框图如图1
放大电路
：
超声波发射器 单 片 机 红外接收器
超声波接收器
单 片 机
显 示 器
红外发射器
图1 超声波测距仪原理框图
处理流程图
STC12C5A60S2引脚图
测量的装置分成两种工作模式
模式一
包括三部分： （1）发射部分包括： 超声波发射部分和红 外接收部分 （2） 接收部分包括： 超声波接收部分和红 外发射部分 （3）电源部分： 提供5V的工作电压 （一发一收式）
模式二： 即三部分组合一体 工作。（收发一体式）
模式一工作状态
装置分成三部分：
（
1）发射部分包括：超声波发射部分和 红外接收部分； 接收部分包括：超声波接收部分和红外发射部分;
（2）
（3）电源部分。
1．发射电路上包括：单片机最小系统、超声波发射模块、
红外接受模块。 工作方式：红外模块接收到发射电路发射的红外后，触 发单片机使超声波发射器发射超声波，接收部分的单片 机开始计时。 2．接收电路上包括：单片机最小系统、超声波接受模 块、红外发射模块、温度补偿模块、数码管显示模块。 工作方式：红外发射模块向发射电路的红外接收部分发 射红外，并开始计时，直至收到发射电路发射的超声波， 结束计时。由单片机计算距离L，并传输给数码管及时显 示。 3．源部分：两节型号为18650的锂电池。设计有降压 模块，采用LM2940T芯片。
基于单片机的超声波测距应用
基于单片机的超声波测距应用
超声波测距技术是应用最广泛的无接触测距技术，它利用超声波来检测目标物体和测量距离。
近年来超声波测距技术已经被广泛应用到汽车、机械系统、机器人、安全系统、感应器等领域中。
基于单片机的超声波测距系统可以克服市场上大多数测距产品的脆弱、低效，以及灵敏度低的缺点，能对精密的距离进行精确的检测，无论是室外还是室内，都能及时有效地获得物体的距离。
基于单片机的超声波测距系统的基本原理是：先利用单片机发出频率为40KHz的超声波脉冲，这些脉冲发射出去后会遇到障碍，反射出来经过一定时间后（t）再次反射回来，单片机接收到反射回来的超声波脉冲，测量出信号反射回来的时间t，从而计算出这段距离，即为障碍物与测量装置之间的距离。
另外，基于单片机的超声波测距系统还可以采用抗干扰技术，以提高距离测量的精度。
噪声抵制等技术的引入可以更好的抑制外界的噪声，减少影响距离测量的影响，实现更高的测量精度。
基于51单片机超声波测距仪设计
基于51单片机超声波测距仪设计超声波测距仪是一种应用较为广泛的测量设备，可以用于测量物体与超声波传感器之间的距离。
本文将基于51单片机设计一个简单的超声波测距仪，并介绍其原理、硬件电路和程序设计。
一、原理介绍：超声波测距仪的工作原理是利用超声波传感器发射超声波，并接收其反射回来的波，通过计算发射和接收之间的时间差，从而确定物体与传感器之间的距离。
超声波的传播速度在空气中近似为331.4m/s，根据速度与时间关系，可以通过测量时间来计算距离。
二、硬件电路设计：1.超声波模块：选用一个常见的超声波模块，包括超声波发射器和接收器。
2.51单片机：使用51单片机作为控制器，负责控制超声波模块和处理测距数据。
3.LCD显示屏：连接一个LCD显示屏，用于显示测距结果。
4.连接电路：将超声波发射器和接收器分别连接到单片机的引脚，将LCD显示屏连接到单片机的相应引脚。
三、程序设计：1.初始化：包括初始化单片机的GPIO引脚、定时器以及其他必要的设置。
2.发送信号：发射一个超声波信号，通过超声波模块的引脚控制。
此时，启动定时器开始计时。
3.接收信号：当接收到超声波的反射信号时，停止定时器，记录计时的时间差。
根据超声波传播速度，可以计算出距离。
4.显示结果：将测得的距离数据显示在LCD显示屏上。
四、实现效果：通过以上设计，可以实现一个简单的超声波测距仪。
在实际应用中，可以根据需求扩展功能，例如增加报警功能、计算速度等。
总结：本文基于51单片机设计了一个超声波测距仪，包括硬件电路设计和程序设计。
通过该设备可以实现对物体与超声波传感器之间的距离进行测量，并将结果显示在LCD显示屏上。
该设计只是一个基本的框架，可以根据需要进行进一步的改进和优化。
单片机的超声波传感器测距仪论文(完整版).
目录1 绪论1.1 选题背景及目的············································································1.2 超声波介绍及其应用领域······························································1.3 本设计的主要研究内容 ·································································1.3.1 超声波测距的原理 ·····································································1.3.2 两种测距方案的选择 ··································································2 AT89C51单片机简介 ··································································2.1 单片机基础知识············································································2.1.1 单片机的基本工作原理 ·······························································2.2 单片机的分类及发展·····································································2.3 单片机AT89C51的特性 ·································································3 超声波传感器 ························································································3.1 超声波传感器的原理及特性 ·················································3.1.1 超声波传感器的原理 ··································································3.1.2 超声波传感器的特性 ··································································3.2 超声波传感器的检测方式······························································3.3 超声波传感器系统的构成······························································3.4 超声波传感器系统主要参数的确定················································3.4.1 测距仪的工作频率 ·····································································3.4.2 声速 ·······················································································3.4.3 发射脉冲宽度 ···········································································3.4.4 测量盲区 ·················································································4 超声波测距硬件电路设计 ···························································4.1 超声波测距系统电路总体设计方案 ········································4.2 超声波测距系统电路各部分模块的设计·········································4.2.1 超声波发射电路 ········································································4.2.2 超声波接收电路 ········································································4.2.3 温度补偿电路 ···········································································4.2.4 显示模块 ·················································································4.2.5 复位电路 ·················································································4.2.6 时钟电路 ·················································································4.2.7 最小系统电源 ···········································································5 系统的误差分析 ·······································································5.1 声速引起的误差 ································································5.2 单片机时间分辨率的影响 ····················································6 超声波测距系统软件设计 ···························································7 系统的分析 ·············································································7.1 超声波测距系统设计的结论与展望·······································7.2误差产生原因的系统改进方案··············································8 心得 ······················································································参考文献 ···················································································1 绪论1.1 选题背景及目的随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。
基于单片机的超声波测距报警系统
基于单片机的超声波测距报警系统在现代科技飞速发展的时代，各种智能化的测量和监控系统层出不穷。
其中，基于单片机的超声波测距报警系统以其高精度、非接触式测量、实时性强等优点，在工业生产、机器人导航、汽车防撞、智能家居等领域得到了广泛的应用。
一、超声波测距的原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，它具有良好的方向性和穿透能力。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度和往返时间来计算距离。
当超声波发射器向某一方向发射超声波时，在发射的同时开始计时。
超声波在空气中传播，遇到障碍物后反射回来，被超声波接收器接收。
此时，停止计时。
超声波在空气中的传播速度约为 340 米/秒，根据计时时间 t 和传播速度 v，就可以计算出发射点与障碍物之间的距离 s，计算公式为 s ＝ v × t ／ 2 。
二、单片机在系统中的作用单片机作为整个系统的控制核心，承担着至关重要的任务。
它负责控制超声波的发射和接收，对计时时间进行精确测量，并根据测量结果进行距离计算和报警判断。
同时，单片机还需要与其他外部设备进行通信，如显示屏、声光报警器等，将测量结果实时显示出来，并在距离达到设定的阈值时触发报警。
为了实现这些功能，需要选择一款性能合适的单片机。
常见的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
在选择单片机时，需要考虑其处理速度、存储空间、IO 端口数量、定时器精度等因素。
三、系统硬件设计1、超声波发射模块超声波发射模块通常由超声波换能器和驱动电路组成。
超声波换能器将电信号转换为超声波信号发射出去，驱动电路则为换能器提供足够的功率和激励信号。
2、超声波接收模块超声波接收模块由超声波换能器和信号调理电路组成。
换能器将接收到的超声波信号转换为电信号，信号调理电路对电信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量和稳定性。
3、单片机最小系统单片机最小系统包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路等。
它为单片机的正常工作提供了必要的条件。
STC单片机超声波测距
结论：该装置设有两种工作方式，相辅相成， 简单易使用、原理明确，工作稳定可靠，满足 试验使用要求。
实物图
本测量装置的优点
基于STC12LE5A60S2单片机控制 特点为： •可两种方式工作，一般测距装置多为收发一体 ，遇到复杂的环境时干扰太多，以致不能正常 测距，而采用分离式工作状态，克服了复杂环 境的影响。 •进行了温度补偿，提高了测量精度。 •采用的单片机进行处理测距，可实现在不同环 境下的参数修改，使之更加精确。 •可视环境而进行模式的自动切换，功能齐全。
3．源部分：两节型号为18650的锂电池。设计有降压 模块，采用LM2940T芯片。
模式二工作状态
将三部分组合后利用反射超声波，接收后完成 计时。并由数码管来显示 ，电路工作原理如模 式一。
电路图
发射部分
接收部分
接收部分的超声波放大电路
数据测量与分析
实距 mm 2000 2600 3200 3600 4200 4600 5000
超声波测距
基于 STC12C5A60S2单片机的 超声波测距装置介绍
设计原理与方法
基于STC12LE5A60S2单片机控制，采用超 声波为媒介计算物体间距离。
利用超声波易于定向发射、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。
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，测量声波在发射后到接收 装置时间，根据发射和接收的时间差计算出发 射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波 测距原理与雷达原理是一样的。
测量值mm 1997 2601 3197 3602 4203 4607 5021
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课程设计报告题 目 基于单片机的超声波测距课 程 名 称 单片机系统软件设计与开发院 部 名 称 机电工程学院专 业 电气工程及其自动化班 级 13电气工程及其自动化（单）学 生 姓 名 杨秋平学 号 1304201016 课程设计地点 工科楼 C304课程设计学时 20指 导 教 师 李国利金陵科技学院教务处制成绩摘要超声波具有传播距离远、能量耗散少、指向性强等特点，在实际应用中常利用这些特点进行距离测量。
超声波测距具有非接触式、测量快速、计算简单、应用性强的特点，在汽车倒车雷达系统、液位测量等方面应用广泛。
本次课设利用超声波传播中距离与时间的关系为基本原理，以80C51单片机为核心进行控制及数据处理，通过外围电源、显示、键盘、声光报警等电路实现系统供电、测距显示、报警值设置及报警提示的功能。
软件部分采用了模块化的设计，由系统主程序及各功能部分的子程序组成。
超声波回波信号输入单片机，经单片机综合分析处理后实现其预定功能。
关键词：80C51单片机；超声波测距目录一、概述 (3)二、总体设计方案及说明 (6)三、系统硬件电路设计 (7)（1）时钟模块 (7)（2）超声波测距模块 (7)（3）警报电路模块 (8)（4）距离显示模块 (8)（5）清零模块 (9)（6）电路总体设计图 (9)四、系统软件部分设计 (10)系统源程序 (10)五、系统仿真过程与结果 (14)六、系统实物制作与功能实现 (15)六、总结 (19)七、参考文献 (20)一、概述1.1单片机简介单片机是单片微型计算机的简称，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
1.2 超声波测距原理常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。
设超声波在空气中的传播速度为340m/s（不计介质温度变化对速度的影响），根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物面的距离s，即：s=340t/2。
如图2-1所示：式中: L—两探头中心之间距离的一半；又知道超声波传播的距离为:式中: v—超声波在介质中的传播速度；t—超声波从发射到接收所需要的时间；将式2-1、2-2、2-3联立得：其中,超声波的传播速度v在一定的温度下是一个常数(例如在温度T=30度时,V=349m/s);当需要测量的距离H远远大于L时,上式变为:所以,只要需要测量出超声波传播的时间t,就可以得出测量的距离H.二、总体设计方案与说明2.1：设计要求1、以51系列单片机为核心，控制超声波测距系统；2、测量范围为：2cm~4m，测量精度：1cm；3、通过键盘电路设置报警距离，测出的距离通过显示电路显示出来；4、当所测距离小于报警距离时，声光报警装置报警加以提示；5、设计出相应的电子电路和控制软件流程及源代码，并制作实物。
2.2系统总体方案设计本超声波测距系统由系统硬件电路及软件程序实现两部分构成。
其中由以超声波测距模块、警报电路模块、距离显示模块、时钟模块、清零模块构成硬件系统。
以STC89C52单片机为核心，通过按钮trig 控制超声波测距模块发射超声波并接收回波，测算出前方障碍的距离，输入单片机进行运算，与预设报警距离比较后判断是否启动光报警装置。
根据系统功能要求及模块划分可绘制出系统硬件框图，如图2-2所示：三、系统硬件部分设计（1）时钟模块（2）超声波测距模块以一个按钮代替按下trig超声波开始测距，按的时间越短则距离越短，按的时间越长则距离越长。
最长不可超过400cm，否则显示为000，且警报灯亮。
（3）警报电路模块在测距超过400cm时，D1亮，表示超出有效测量范围。
（4）距离显示模块显示超声波测距的距离。
（5）清零模块\总体电路设计图四、系统软件部分设计#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P2^7; //LCD数据命令选择端sbit lcden=P2^5;//LCD使能端sbit wr=P2^6;//LCD读写端sbit trig=P3^7; //触发控制信号输入sbit echo=P3^6; //回响信号输出sbit out=P2^1; //距离超出报警uchar code table[]=" distance:";//数组定义void delay(uint z) //1ms延时{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void write_com(uchar com)//LCD写命令子程序{rs=0;wr=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_date(uchar date)//LCD写数据子程序{rs=1;wr=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void main(){uchar k,m;long temp; //距离TMOD=0x01; //设置定时器0为模式1TH0=0x00; //定时器清零TL0=0x00;//定时器清零ET0=1; //开定时器0中断2EA=1; //开总中断wr=0;lcden=0;out=0; //关闭报警write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);for(k=0;k<13;k++){write_date(table[k]);delay(5);}write_com(0x80+0x40+9);//LCD位置定位write_date('m');write_date('m');//距离单位mmwhile(1){TH0=0x00;TL0=0x00;trig=1; //触发控制信号写入1for(m=0;m<20;m++)//延时等待20us_nop_();trig=0;//触发控制信号写入0while(!echo);//回响信号输出为0TR0=1; //开启定时器0while(echo);//等待回响信号{TR0=0; //关闭定时器temp=TH0*256+TL0;//读出定时器0的时间temp*=170; //距离= 速度* 时间将temp转换成距离单位为mmtemp/=1000;}if(temp<=400) //距离小于40cm时显示当前距离{out=0;write_com(0x80+0x40+5);write_date(0x30+temp%1000/100);write_date(0x30+temp%100/10);write_date(0x30+temp%10);delay(1000);}else //当距离大于40cm时显示000 并且开启报警{out=1;write_com(0x80+0x40+5);write_date(0x30+0);write_date(0x30+0);write_date(0x30+0);delay(1000);}}}void time() interrupt 1{TH0=0xfc;TL0=0x18;temp1++;}系统仿真过程与结果仿真图正常测距（距离小于400cm）超出距离（距离大于400cm）实物图：实验过程：（1）距离小于400mm时，显示当前距离且蜂鸣器不发出声音（2）当距离大于400mm时显示000 并且开启报警3、当测试距离为0时：显示000，并且报警(不在测量范围内)六、总结结论：本次超声波测距的有效测量范围为400cm以内，显示器显示测量距离；当测量距离超出400cm时，显示为“000”，并且警报灯亮。
心得与体会：做了几个星期的基于单片机超声波测距仪的实训项目终于完成了！虽然不是很顺利，很辛苦，但是看到我们自己做出的实验课题，自己就觉得值！都说付出就会有收获，经过几个星期的努力，我和我的小组成员带着好奇和兴奋顺利的做完了所有的步骤与程序。
说真的，这几个星期我学到了好多好多，同时眼界也宽了好多好多的。
本次实验最大的难点就在于对程序的调试，虽然学过单片机的编程，不过还是出现了许多的错误，经过查找书籍和询问同学最终完成了程序的编写。
然后带入仿真图进行调试，完善程序上的一些不足。
这次的实物依旧是用开发板制作的，所以在实物方面还是比较熟练的，毕竟对于开发板还是比较熟悉的。
这次课程设计，能加强我们对于单片机一些软件的应用，以及对我们编写程序也有许多的好处，不至于以后对于编程一窍不通。
也能锻炼我们的团队合作能力，毕竟对于我们而言，单独一个人是很难完成这个任务的，更多的还是要靠大家一起努力。
对于以后的工作有很大的帮助。
总之，“一份耕耘，一份收获”。
通过我们自己的亲手操作，我们确实学到了许多东西。
七、参考文献①谭浩强 .C程序设计（第三版）. 清华大学出版社 . 2010.02②郭天祥 .新概念51单片机c语言教程 . 电子工业出版社 . 2009.01③胡向东 .传感器与检测技术. 机械工业出版社. 2009.02.01④向敏 .微控制其原理及应用. 人民邮电出版社. 2012.04.01。