基于52单片机的超声波测距仪全解
基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现
基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现一、引言超声波测距仪是一种非接触式测距设备，通过发送超声波脉冲并接收超声波的回波来计算目标物体与测距仪之间的距离。
它在工业控制、智能车辆、机器人等领域有着广泛的应用。
本文将介绍基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现，详细讨论硬件电路设计、软件程序编写以及实验测试等内容。
二、硬件设计1. 超声波模块超声波模块是测距仪的核心部件，它负责发射超声波脉冲并接收回波。
常见的超声波模块工作频率为40kHz，发送和接收分别采用单一的超声波传感器。
在本设计中，我们选用了HC-SR04型号的超声波模块，该模块具有精准测距、低功耗等优点，适合在单片机项目中使用。
2. 单片机AT89S52单片机AT89S52是一种高性能、低功耗的单片机芯片，它具有多种外设接口和丰富的功能，非常适合作为超声波测距仪的控制核心。
在本设计中，AT89S52的I/O口将分别连接超声波模块的Trig和Echo引脚，以完成数据的发送和接收。
3. 显示模块为了方便用户获取测距结果，我们设计了一个简单的数码管显示模块，用于显示测距仪测量到的距离数值。
利用AT89S52的数码管驱动功能，可以轻松实现距离数值的显示，并且可以根据需要扩展其他功能，比如显示单位、光线亮度调节等。
4. 电源电路为了保证整个测距仪系统的正常工作，我们设计了一个稳压电源电路，用于为AT89S52和超声波模块提供稳定的电压。
在实际应用中，我们可以选择直流电源输入或者电池供电，以满足不同场合的需求。
三、软件程序设计1. 初始化设置在软件程序设计中，首先需要对AT89S52的I/O口进行初始化设置，包括将Trig引脚设置为输出模式、将Echo引脚设置为输入模式，同时配置定时器和中断等功能。
这些初始化设置将为后续的超声波测距操作奠定基础。
2. 超声波信号发送当用户需要进行测距时，软件程序会向超声波模块的Trig引脚发送一个10us的高电平脉冲信号，启动超声波发送。
基于STC89C52单片机的超声波测距仪设计
示最 小分 辨率 为０ ． ０ １ ｍ， 测量盲 区小 于０ ． １ ５ 米， 且 重复性 好。 该 系统通 复位 电路 模块 设 计 过以Ｓ ＴＣ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机 为工作处理 器核心 ， 超 声波传感 器， 它是一种新 单片机 在启动 时都 需要复位， 以使 Ｃ Ｐ Ｕ及系统各部 件处 于确定 的 颖的被动 式超声波 探测器件， 能够 以非接触测 出前 方物 体距离 ， 并将 其 初始 状态 ， 并从初态 开始 工作 。 ８ ９ 系列单片机 的复位信号 是从Ｒ ｓ Ｔ 引脚 转化 为相应 的 电信号 输出。 该报警 器的最 大特点就 是使 用户能 够操 作
一
序的总 称 。 单片 机应用系统 的研制过 程包括总体设 计， 硬件设计、 软件 平 时间｝ 声速（ ３ ４ ０ Ｍ／ Ｓ ） ） ／ ２ 。
设计 等几个 阶段 。 系统 采用Ｓ ＴＣ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机作为核 心控制 单元 ， 当测 时序 图表 明只需要 提供 一个 １ ０ ｕ Ｓ 以 上脉 冲触发信号 ， 该 模块 内部 得的距离小于设定 距离时， 主控芯片将测得 的数值与设定值进行 比较处 将发 出８ 个４ ０ Ｋ Ｈｚ 周期电平并 检测 回波 。 一旦检测到有 回波信 号 Ⅱ 输出
ｌ ｕｓ 。
声音报警电路攥块设计
通过超声波 来实现 。 ｓ Ｔ ｃ ８ ９ ｃ ５ ２ 是Ｓ Ｔ ｃ 系列单片 机 里应用此较广泛 的一款 ， 本 用一 个Ｓ ｐ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ 和三极管、 电阻接 到单片机的Ｐ ｌ ３ 引脚上 ， 构成声音 文主要是利 ￣ Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机、 超声波传感器完成测距报警系统的制作。 报警电路。
：
一
误差 分析 要 想判断 捕获 到的第一 个回波确 定准确的 接受时 间， 必须对 收到 的信号进行足够的放 大， 否则不正确 的判断 回波时 间， 会对超 声波测量 Ｓ ＴＣ８ ９Ｃ５ ２ 。 精 度产生 影响。 主控 制器 模 块 超 声波在 大气中传播的速度受介 质气体的温度 、 密度及气体分子成 ＿ 蜂鸣器报警 ， ４ 侄 数 码 管 显 分的影响 。 实际情况下， 温度每上 升或者下降 ｌ 度， 声速将增加 或者减少 模块 ■— — 一 一 ～ 模块 Ｏ ． ６ ０ ７ ｍ／ ｓ ， 这个 影响对于较 高精度的测量是相 当严重的。 圉 １系统总体设计图 主 控制 模块 设计 结 论 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 、 超声波传感器、 按键 、 四位数码管、 蜂 鸣器等 一些单片 对 所 设 计 的 硬 件 电 路 进 行 测 量 、校 准 发 现 其 测 量 范 围
基于51单片机的超声波测距仪设计
基于51单片机的超声波测距仪设计摘要：本方案以stc89c52为核心，通过编程（C语言）来实现该单片机对外围电路的适时控制，并提供给外围电路各种所需的信号和接收超声波反射回来的微小信号，包括频率振荡信号，时钟信号，数据处理信号和显示信号等等。
其核心功能是对距离的检测并实时的进行距离的显示，在检测距离方面通过发射端与接收端的时间差来计算，理论上所测距离与其时间差成线性关系，所以可以通过线性回归统计方法求出实际距离与所求距离的关系。
该电路简化了一些外围电路，任能做到较为精确的测量工作，由于是采用程控操作，所以其移植性和可扩展性还是较好。
在设计时分，分模块进行设计来实现各部分功能，简化了在设计过程中的调试难度。
关键词：超声波测距、单片机控制、液晶显示、距离报警、线性回归Abstract：This program stc89c52 programming (C language) to achieve the timely control of the single-chip peripheral circuits, and made available to the peripheral circuits of the desired signal and receiving the ultrasonic reflected the small signal, including frequency oscillation signal, the clock signal, data signal processing and display signals, and so on. The its core function is to to the detection of pairs the distance and real-time of the carried out the distance the display of goes as follows. In the to calculate the, in the the detection distance aspects of through the launch of the-side with the the time of the the receiving end is poor, in theory, the measured distance with its time difference into a linear the relationship between,, so can through the the linear regression statistical methods calculate the actual distance of the seek distance relationship. The circuit simplifies the peripheral circuit, any more accurate measurements can be done, because it is programmed operation, its portability and scalability better. Hours of the design, the sub-module design to achieve the function of each, and simplifies the debugging difficulty in the design process.1Keywords:Ultrasonic Ranging, MCU control, LCD, alarm of distance ,linear regression目录1前言 (4)1.1 课题的研究背景和意义 (4)1.2 课题的国内外研究现状 (4)2 总体方案设计 (5)2.1超声波测距的原理 (5)2.2超声波传感器的工作原理及结构图 (5)3单元模块设计 (6)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6)3.2 AT89S52型单片机介绍 (7)3.3各单元模块的联接 (9)4 软件设计 (16)4.1软件设计分析 (16)4.2软件设计思路 (16)4.2.1主程序 (16)4.2.2 超声波测距子程序 (17)4.2.3 超声波延时子程序 (18)5系统调试 (19)5.1硬件调试 (19)5.2硬软件联调 (20)5.3测试结果分析 (21)5.3.1测试波形 (21)5.3.2测试中仪器仪表 (22)5.3.3 数据分析 (22)5.4超声波测距误差分析 (23)5.4.1温度误差 (23)5.4.2串扰问题 (23)6 结论 (24)6.1总结与体会 (24)6.2 对设计的进一步完善提出意见或建议 (24)附录一、相关设计程序 (27)附录二、设计图和ＰＣＢ (36)附录三、实物图 (37)231前言1.1 课题的研究背景和意义超声波是指频率高于20KHz的声波，属于机械波的范畴，遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等，正是因为有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量，随着经济的发展，科技水平的不断提高，电子测量技术应用越来越广泛，超声波测量精度高，成本低，性能稳定则备受青睐，超声波测距技术被广泛的应用于人们生活和工作中。
基于AT89S52单片机超声波测距仪 论文
基于AT89S52单片机的超声波测距仪[摘要]本文根据时差法超声波测距的基本原理，主要介绍了以at89s52单片机为核心的超声波测距仪的硬件电路和软件。
本系统由at89s52单片机，超声波发射电路，超声波接收电路，温度补偿电路，键盘和显示电路组成。
实际使用证明该系统工作稳定、性能良好。
[关键词]超声波测距单片机温度补偿1、超声波测距原理频率高于20khz的声波称为超声波。
由于超声波易于定向发射，方向性好，对色彩、光照度不敏感，反射率高等特点，因此被广泛应用于无损探伤、距离测量、距离开关、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。
超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇见障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差△t如图1-1所示，然后求出距离s(式1－1)，式中c为超声波传播速度。
s=c*△t／2 (式1-1)超声波在空气中的常温传播速度是334m／s，但其传播速度c易受空气中温度影响。
本系统测距精度要求较高，通过温度补偿的方法对传播速度值加以校正。
已知现场环境温度为t时，可得超声波传播速度c(式1-2)：c=331.5+0.607t (式1-2)声速c确定后，只要测得超声波往返的时间△t，即可得距离s。
这就是超声波测距仪的基本原理。
超声波测距系统原理框图如图1-2所示。
在本系统设计时，由于难以求购到收发一体的超声波传感器，采用了分立的超声波探头，在组装时，应使两传感器间距离尽量小，以削弱其带来的误差。
2、硬件电路本系统的硬件电路主要由数据传输处理与控制电路，超声波发射电路，超声波接收处理电路，键盘按键电路，温度补偿电路和数码显示电路构成。
2.1 超声波发射电路当键盘按键按下时，单片机at89s52执行发射超声波子程序，p3.4口输出一组40khz的脉冲群，一组为10个方波串，方波周期为25us。
经集成块cd4049的三个非门，产生约28v的驱动电压加在超声波发射探头t二端，足以驱动t发射信号。
2.2 超声波接收处理电路超声波接收处理电路由超声波接收探头r，二级集成运算放大电路和rc滤波电路，检波电路组成。
基于STC89C52的超声波测距仪
广东机电职业技术学院企业项目（设计报告）题目：基于51单片机的超声波测距仪的设计院( 系 ) 信息工程学院专业名称控制0910班级学号 ********学生姓名王名远指导教师张永亮二O一一年六月基于单片机的超声波测距仪的设计摘要自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
随着科技的快速发展，超声波技术应用越来越广，很多产品在工业中广泛应用。
为了让超声波测距类产品智能，人性化，因此此次设计我们尝试利用STC89C52单片机研究制作超声波测距系统，超声波发射电路，以及超声波接收电路，键盘和显示部分，实现超声波测距功能。
在这个系统中，我们先让超声波发射电路发射500us，大概20个脉冲信号，等到超声波接收电路接收到脉冲信号，计时结束，由程序上控制算法S=vt，测出距离S/2，送数码管显示，并满足一定精度要求，并在显示模块中显示出来，这类产品可以运用到工业产品中，例如：测试罐装饮料是否装满。
结合了该芯片的价格、应用，我们设计的超声波测距系统具有速度快、适应性好，操作方便、有着广泛扩展应用的前景。
展望未来，超声波测距作为一种新型的非常重要有用的技术在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位、智能化的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
关键字超声波STC89C52 模块电路目录摘要............................................ 错误!未定义书签。
目录 (2)引言 (3)第一章超声波测距仪方案的设计 (4)1.1系统整体方案的设计 (4)1.2系统方案的论证 (4)第二章硬件电路的设计 (5)2.1超声波发射电路的分析 (5)2.2超声波接收电路的分析 (6)2.3DS18B20的电路分析 (6)2.4显示电路的分析............................ 错误!未定义书签。
基于stc89c52单片机的超声波测距仪设计
第07卷第01期2020年2月工业技术创新In d u stria l Technology InnovationV ol.07N o.01Feb.2020基于STC89C52单片机的超声波测距仪设计张春岭，梅彦平，王静(大连理工大学城市学院，辽宁大连116600 )摘要：针对原有超声波测距仪存在的精度不高、成本较高等问题，设计了以STC89C52单片 机为核心控制单元，利用HC-SR04超声波传感器模块进行超声波检测，同时引入温度传感器对环境温度进行补偿，并加入平均值滤波算法对测量过程中的随机误差进行修正的测距仪。
对比 实验表明，融合了温度补偿和平均值滤波算法的超声波测距仪在测量精度方面有很大改善，绝 对误差控制小于1mm,平均相对百分误差小于0.2%，仪器兼具结构简单、性能稳定、成本低等 优势。
关键词：超声波测距；传感器；STC89C52单片机；温度补偿；平均值滤波中图分类号：T P368.2 文献标识码：A工业技术创新U R L:http: // 引言距离是控制系统中经常使用的重要参数，如 何获得准确的距离成为相关领域研究的热点问题。
目前常用的测距方法有：激光测距、毫米波 测距、红外测距和超声波测距等[11。
超声波测距是一种非接触式测距方法。
与其 他方法相比，超声波测距不受光线、被测对象颜色等因素的影响，对被测物体处于黑暗、电磁干 扰等恶劣环境的情况也有一定的适应能力m。
此 外，超声波具有指向性强、方向性好、传播能量 大、传播距离较远等优势。
目前，超声波测距技术已在工业控制、能源勘探、气象测量、水利监 测等领域得到了广泛应用m。
当前一般使用集成芯片实现测距仪设计，而 这一方式存在成本较高、功能单一等问题[41。
本 文设计了一种基于S T C89C52单片机的超声波测距仪，具有智能处理功能，可实现测量距离实时显示、报警阈值设置等功能，且操作简单、成本 低、精度高，具有一定推广应用价值。
1总体方案设计指标：准确测M并显示被测对象与测距仪的距离，当被测距离小于系统预设值（安全距 离）时，蜂鸣器报警。
基于52单片机的超声波测距系统设计
基于52单片机的超声波测距系统设计概述：本文介绍了一种基于52单片机的超声波测距系统设计。
该系统具有高精度、快速响应和稳定性等优点，可广泛应用于交通、测量、安防、智能家居等领域。
第一章介绍了测距系统的背景和意义，第二章介绍了超声波测距原理及其技术优势，第三章介绍了系统的硬件设计，包括传感器电路、电源电路、显示设备等，第四章介绍了系统的软件设计，包括程序设计、数据处理等，第五章进行了实验验证，并对系统进行了性能测试和分析，最后是总结与展望。
关键词：基于52单片机；超声波测距；硬件设计；软件设计；实验验证。
第一章前言随着科技的不断发展，人们对于测距技术的要求也越来越高。
测距系统的研究涵盖了物理学、电子学、计算机科学等多个学科领域，其应用场景也非常广泛，如交通、测量、安防、智能家居等。
超声波作为一种常用的测距技术，由于其高精度、快速响应和稳定性等优点，受到了广泛的关注和应用。
本文介绍了一种基于52单片机的超声波测距系统设计。
该系统采用了超声波传感器进行测量，实现了对目标物体的距离测量，并将测得的数据通过显示设备进行显示。
系统具有结构简单、功能齐全、测量精度高、响应速度快等优点，可广泛应用于各种场景。
第二章超声波测距原理及其技术优势超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波。
正是因为其频率高，所以超声波传播时能够克服空气等介质的阻力，从而实现远距离传播，并且能够穿透不同密度、材质的物质层，不会被大气、水等介质吸收，因而得名。
在超声波测距中，通过发射一定频率的超声波，待其在目标物体反弹后返回并被接收探头接收后，根据声波传播速度和时间差计算出目标物体与传感器之间的距离，从而实现测距。
超声波测距技术具有以下优势：（1）高精度：超声波传达速度稳定，因此测量精度高；（2）非接触性：非接触式测量不会受到测量背景的干扰，通过超声波测距，物体距离可以在任何介质中进行测量；（3）快速响应：超声波传播速度很快，实现的响应速度比其他测距方法快；（4）广泛适用性：可以在空气、液体、固体等任何介质中进行测量，可以适用于多种领域，如测量、交通、安全等。
52单片机超声波测距论文最终版要点
//
//8 // // // //
先读忙 端口定义为写指令 端口写入使能 端口输入总使能 数据端送指令 端口输入总禁止
先读忙 端口写数据使能 端口写入使能 端口总输入使能 数据端口送数据 端口总输入禁止
稍微延时，等待 LCD进入 位 2 行 5*8
显示开 / 关，光标开闪烁开 清显示 文字不动，光标右移 光标归位
Output=0;
Delayus(5);
//
EX0=1;
定义数据端口
发射控制端口 定义和 LCD的连接端口，写 读写端口 使能端口 读忙端口
}
// 距离转换函数 void Measure_Distance(void) {
long int l; long int h,y;
l=TL0; h=TH0;
y=(h<<8)+l;
interrupt 0
TR0=0; EX0=0; //flag=1; //Output=0;
}
// 定时器初始化函数
void Init_MCU(void)
{
TMOD=0x01; // 定时器 0 初始化 , 设置为 16 位自动重装模式
TL0=0x00;
TH0=0x00; //1ms 定时
ET0=1;
// 写指令函数
void Write_Comm(uint lcdcomm) {
Read_Busy( ); Lcd_RS = 0; Lcd_RW = 0; Lcd_E = 1; Lcd_Port=lcdcomm; Lcd_E = 0;
// // // //
// //
}
// 写数据函数
void Write_Chr(uint lcddata)
基于51单片机超声波测距仪设计
个性化实验基于51单片机超声波测距器设计摘要传统地测距方法存在不可克服地缺陷.例如，液面测量就是一种距离测量，传统地电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲来检测液面，电极由于长期浸泡于水中或其他液体中，利用超声波测量距离就可以解决这些问题，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防范等领域得到了广泛地应用.本设计以STC89C52单片机为核心控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收地往返时间，从而得到实测距离.并且在数据处理中采用了温度补偿对声速进行调整，用1602液晶显示速度和测量距离.整个硬件电路有超声波电路、电源电路、显示电路等组成.个探头地信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距器地功能.在此基础上设计了系统地总体方案，最后通过硬件和软件实现了测距功能.此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点，即过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车，建筑施工工地以及一些工业现场地位置监控.关键词：STC89C52；超声波；温度补偿；测距目录绪论 (3)设计目地和意义 (3)设计任务和要求 (3)系统方案设计 (4)设计原理 (4)设计框图 (5)主要元器件介绍 (5)STC89C52 (5)LCD1602液晶显示器 (6)HC-SR04超声波模块 (8)DS18B20温度传感器 (9)系统硬件结构设计 (10)单片机电路 (10)LCD显示电路 (11)温度补偿电路 (11)电源电路 (12)系统软件设计 (12)主程序流程 (12)测距流程图 (13)测试 (14)测试结果 (14)误差分析 (15)总结 (15)附录 (17)整体电路图 (17)PCB布线图 (18)实物图 ......................................................................................................错误!未定义书签。
基于52单片机的短距离超声波测距系统
基于52单片机的短距离超声波测距系统一、工作原理超声波的频率高于声波，这种机械波与声波相比具有很强的指向性，并且由于其波长较短，其绕射能力较差，反射能力较强。
在遇到障碍物的情况下，超声波会被反射回来。
根据发射波和反射波的时间差，就可以计算出探头与障碍物之间的距离。
在实际的电路中，使用单片机控制传感器发射和判断反射波。
从单片机的P3^7口产生一组40KHz 的超声波，经由发射模块的发射探头发出，紧接着超声波接受模块接收回波，经由CX20106A产生一个负跳变引起单片机得外部中断，通过计算发射到接收所经历的时间就可以很容易计算出超声波与目标之间的距离。
1.测量距离：50～1000mm2.载波频率：38KHz3.工作电压：DC5V4.工作电流：30mA 典型，50mA 最大5.输出信号：5V方波6.回波信号：负跳变产生的下降沿7.下一次测量的延时：200 uS图3.1 系统工作流程图超声波测距系统是由硬件和软件两部分组成。
硬件主要包括STC89C52RC单片机最小系统，超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、显示电路；软件部分主要包括系统初始化模块、超声波驱动及信号处理模块、显示模块等，软件采用模块化设计思想，可使程序设计思路消晰，便于调试。
启动超声波测距系统进行测距时，首先由单片机发出38KHz的脉冲串，脉冲通过超声波发射电路驱动超声波发射换能器发出超声波。
单片机在发送脉冲的同时开始计时：超声波遇到障碍物后的回波被超声波接收换能器接收，其输出的CX20106A处理后产生中断信号中断单片机的计时，这样就得到了超声波的传输时间，然后在中断服务程序中根据测出的时间计算出距离并将标志位置1。
中断返回后再发送下一串脉冲，如此反复。
二、超声波测距系统的硬件设计本设计所做的超声液位测量系统以STC89C52RC型单片机为控制核心，其外围硬件电路包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、温度补偿电路等。
它的各部分说明如下：（1）STC89C52RC单片机最小系统是超声波液位计的核心部分，其主要任务是：①发出38KHz的脉冲串用来驱动超声波发射换能器发出超声波；②通过定时器T0对超声波的传输时间进行计时；③根据测出的时间从而计算与障碍物的距离。
基于52单片机的超声波测距系统的报告书
一、项目综述1、超声波简介超声波是频率高于20KHz的声波，具有方向性好，穿透能力强等特点，被广泛应用于各行各业。
在日常生产生活中，很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。
由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感，因此超声波测距对环境有较好的适应能力。
2、项目原理及应用（1）超声波测距原理：本项目采用往返时间检测法测距，其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。
测试传输时间可以得出距离。
假定s为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t／s，超声波传播速度为v／m·s－1表示，则有关系式<1>s=vt／2 <1>在精度要求较高的情况下，需要考虑温度对超声波传播速度的影响，按式<2>对超声波传播速度加以修正，以减小误差。
v=331．4+0．607T <2>式中，T为实际温度单位为℃，v为超声波在介质中的传播速度单位为m／s（2）项目主要在超声波测距系统的基础上应用于高杆作物的测量，以便适时获得植物生长状况的数据。
二、项目过程（一）确定项目方案1．硬件部分1.1超声波发射部分采用由74HC04组成的推挽式电路进行功率放大以便使发射距离足够远。
1.2超声波接收部分集成芯片CX20106在接收部分电路中起了很大的作用。
CX20106是一款应用广泛的红外线检波接收的专用芯片，其具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点，由于红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz比较接近，而且CX20106内部设置的滤波器中心频率f0五可由其5脚外接电阻调节，阻值越大中心频率越低，范围为30～60 kHz。
故本次设计用它来做接收电路。
CX20106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。
at89c52单片机超声波测距仪设计
前言随着我国科学技术的迅速发展，许多场合都需要测距仪器的应用，如汽车倒车，建筑工地的施工以及一些工业现场的位置监控，还有矿井深度、水位位置、管道长度等场合都需要用到测距仪器。
要求仪器简单，方便，易操作控制，而超声波测距仪，就能实现以上的要求。
它测量范围在-1.20m，测量精度1cm，测量时仪器与被测物体不会直接接触，而且能够清晰稳定的在液晶显示屏上显示出测量结果。
但就目前整体的技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限。
因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来数十年，超声波测距仪作为一种新型的非常重要且有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
本设计采用以AT89C52单片机为控制器核心的高精度、低成本、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。
整个电路采用模块化设计，由主程序、中断程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
1 总体方案设计介绍所谓的超声波就是指频率高于20MHZ的机械波。
既然是以超声波为检测工具，那么肯定要产生超声波和接受超声波的工具，这就需要用到我们的传感器，俗称探头。
它有发射器和接收器之分，主要原理就是利用电效应把电能和超声波相互转换，利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。
超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测。
本文所研究的超声波测距仪利用超声波指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远、中长距的高精度测距等优点，即用超声波发射器向某一方向发送超声波，将电能转换，发射超声波，同时在发射的时候单片机就开始计时，在超声波遇到障碍物的时候反射回来，超声波接收器在接收到反射回来的超声波回波时，将超生振动转换成电信号，同时单片机停止计时。
基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现
基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现一、引言超声波测距仪是一种常用的测距工具，它通过发射超声波并测量超声波的回波时间来计算距离。
在实际生活中，超声波测距仪被广泛应用于各种领域，如工业自动化、智能车辆、安防监控等。
而在这些应用中，单片机作为控制中心扮演着重要的角色，它可以接收超声波传感器发送的信号并进行数据处理，从而实现测距功能。
本文将介绍基于单片机AT89S52的超声波测距仪的设计与实现过程，以及具体的电路原理和程序代码。
二、超声波测距原理超声波测距仪的工作原理是利用超声波在空气中的传播速度来计算距离。
当超声波传感器发射超声波后，超声波会在空气中传播，当超声波碰到障碍物时，会发生反射并返回到传感器。
通过测量超声波的发射和接收时间差，可以计算出被测物体到传感器的距离。
三、硬件设计1. 超声波模块：超声波测距仪主要的传感器部分是超声波模块，常用的超声波传感器型号为HC-SR04。
它包括一个发射超声波的发射器和一个接收超声波的接收器，并能够精准地测量距离。
2. 单片机：本设计采用单片机AT89S52作为控制中心，它具有强大的数据处理能力和丰富的外设接口，非常适合控制超声波测距仪。
3. 显示部分：为了方便用户观察测距结果，设计了LED或数码管显示模块，用于显示测得的距离数值。
4. 电源部分：超声波测距仪需要一个稳定的电源供电，通常使用5V直流电源。
四、电路连接超声波测距仪的电路连接如下：1. 连接超声波模块：将超声波模块的Trig引脚连接到AT89S52的某一GPIO口，Echo 引脚连接到另一GPIO口，VCC引脚连接到正电源，GND引脚连接到地。
2. 连接LED或数码管显示模块：将LED或数码管显示模块的相应引脚连接到AT89S52的GPIO口，接入适当的电阻限流，并连接到电源。
3. 连接电源：将电源模块的正负极分别连接到系统电源，保证电源供电稳定。
五、软件设计1. 超声波测距算法：当单片机接收到超声波传感器发来的信号时，通过测量发射和接收的时间差，可以利用以下公式计算距离：Distance = High Level Time × (声速 / 2)2. 显示功能：通过编程控制LED或数码管的显示功能，将测得的距离数据以数值形式显示。
基于52单片机的超声波测距系统设计
基于52单片机的超声波测距系统设计超声波测距技术是一种常用的非接触式测距方法，被广泛应用于工业控制、智能家居、智能车载等领域。
是其中一种典型应用，在该系统中，52单片机作为控制核心，通过超声波模块实现距离测量。
本文将深入探讨该系统的设计原理、硬件及软件实现细节，以及应用场景和未来发展方向。
首先，我们将介绍超声波测量原理。
超声波是指频率高于人类听觉范围（20kHz）的声波，其传播速度约为343m/s。
超声波测距系统通常由发射器和接收器两部分组成，发射器产生超声波信号，经过目标反射回来后被接收器接收，通过测量信号的往返时间来计算距离。
超声波测距系统设计的关键在于精准地控制发射和接收信号的时间，并进行信号处理和距离计算。
在52单片机的超声波测距系统设计中，常用的超声波模块有HC-SR04模块，该模块具有简单易用的特点，能够方便地与52单片机进行数据交互。
硬件方面，系统主要包括52单片机、HC-SR04模块、LCD显示屏、电源模块等，其中52单片机负责控制整个系统的工作流程和信号处理，HC-SR04模块负责发射和接收超声波信号，LCD显示屏用于显示测量结果。
在软件方面，需要编写程序来实现超声波信号的发射和接收，信号处理和距离计算，并将结果显示在LCD屏幕上。
通过合理设计硬件电路和优化软件算法，可以实现较为精准和稳定的距离测量。
为了验证系统的性能和稳定性，我们设计了一系列实验，并进行了测量和分析。
实验结果显示，在一定范围内，系统能够实现精准的距离测量，测量误差较小，响应速度较快。
同时，系统具有较好的抗干扰能力，能够在复杂环境下正常工作，适用于各种应用场景。
通过进一步对系统参数和算法进行优化，系统的性能和稳定性还可以进一步提升。
基于52单片机的超声波测距系统设计在工业控制、智能家居、智能车载等领域有着广泛的应用前景。
在工业控制领域，超声波测距系统可以用于监测和控制生产线上物体的位置和距离，提高生产效率和安全性。
基于52单片机的超声波测距仪全解
精选ppt
程序分析
定时器中断
定时器初始化
发送超声波
是否发射完
12
停止发射
返回
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开始 系统初始化 发射超声波脉冲 接收超声波脉冲 计算距离 显示结果
外部中断入口 关闭外部中断
赋值 计算距离 显示结果 开外部中断
返回
程序分析
◎如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器 T0溢出中断将外中断关闭，并将测距成功标志字赋值2，以表示本 次测距不成功。
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12 9 8 6
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显示模块-四位共阳八段数码管
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9
8
6
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超声波模块-发射电路
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当它两个压电晶片外加 脉冲信号，且频率等压电晶 片的固有振荡频率时，压电 晶片将会发生共振，并带动 共振板振动产生超声波，就 成为超声波发射传感器。
①发射端与接收端的必要延时
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②四角按键抖动延时
四角按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于 机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断 开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。
精选pp◎超声波发生子程序的作用是通过P1.0端口发送超声波脉冲信 号（频率约40kHz的方波），同时把计数器T0打开进行计时。超声 波发生子程序比较简单，但要求程序运行时间准确，所以采用汇 编语言编程。 13
◎超声波接收子程序利用外中断0检测返回超声波信号，一旦 收到返回超声波信号（即INT0脚出现低电平），立即进入超声波 接收中断程序。进入中断后，就立即关闭计时器T0，停止计时， 并将测距成功标志字赋值1。
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主体模块
显示模块 发射电路 障 碍 物 接收电路
复位电路
控制单元 (52单片机)
报警模块
时钟模块
硬件实物
本次设计用的主控芯片采用的是 STC89C52。系统采用12MHz的高精度晶 振，用P1.7口输出超声波传感器的脉冲 信号，利用外部中断0监测超声波接收 电路输出的返回信号。用四位八段共阳 数码管（动态扫描）显示，并用PNP三 极管驱动，设有报警距离，并有蜂鸣器 驱动电路。
小结-关于误差
①温度影响 超声波也是一种声波,其声速与温度有关 温度 声速
-30 -20 -10 0 10 20 30 100
313
319
325
323
338
344
349
386
②计算公式中d ≠s/2 图中，红色箭头的路径为s， 黑色箭头路径为d，d<s/2
小结-关于延时
①发射端与接收端的必要延时
赋值
计算距离
是否发射完
停止发射 返回 计算距离
显示结果
开外部中断 显示结果 返回
程序分析
◎如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器 T0溢出中断将外中断关闭，并将测距成功标志字赋值2，以表示本 次测距不成功。 ◎超声波发生子程序的作用是通过P1.0端口发送超声波脉冲信 号（频率约40kHz的方波），同时把计数器T0打开进行计时。超声 波发生子程序比较简单，但要求程序运行时间准确，所以采用汇 编语言编程。 ◎超声波接收子程序利用外中断0检测返回超声波信号，一旦 收到返回超声波信号（即INT0脚出现低电平），立即进入超声波 接收中断程序。进入中断后，就立即关闭计时器T0，停止计时， 并将测距成功标志字赋值1。
②四角按键抖动延时 四角按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于 机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断 开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。
谢谢！
此外，P1.0和P1.2分别作定时器2的外部 计数输入和时器/计数器 2 的触发输入。
主控芯片-时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作时所需的时钟信 号，其有两种时钟方式：外部时钟和内部时钟。外 部始终是使用外部振荡脉冲信号，常用于多片单片 机同时工作，以便于同步。本设计使用12MHZ晶振， 采用外部时钟方式，AT89S52内部有一个可控制的 负反馈反向大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大 器的输入端和输出端。这个放大器与反馈元件的片 外石英晶体或陶瓷谐振器构成一个自激振荡器。
机器周期=时钟周期*12
主控芯片-复位电路
单片机额最小系统包括一个时钟电 路和一个复位电路。
复位是单片机的初始化操作，只要 RST引脚出至少保持两个机器周期的高电 平就可以实现复位。本设计采用手动复 位方式。当按下复位按钮时，电容迅速 放电，使RST端迅速变为高电平，复位按 钮松开后，电容通过电阻充电，逐渐使 RST端恢复低电平。
CX20106A是一款红外线 检波接收的专用芯片，接收 的回波信号先经过前置放大 器和限幅放大器，将信号调 整到合适的幅值；再经过带 通滤波器滤波得到有用信号， 滤除干扰信号；最后由峰值 检波器和整形电路输出到锁 相环路。
超声波模块-测距的算法分析
超声波发生器T在某以时刻发出一 个超声波信号，当这个超声波遇到被 测物体后反射回来，就会被超声波接 收器R接收到。这样，只有计算出从发 出超声波信号到接收返信号所用的时 间，就可以计算出超声波发生器与反 射物体的距离。该距离计算公式如下:
12
5 3
显示模块-四位共阳八段数码管
12 9 8 6
11
7
421来自1053超声波模块-发射电路
当它两个压电晶片外加 脉冲信号，且频率等压电晶 片的固有振荡频率时，压电 晶片将会发生共振，并带动 共振板振动产生超声波，就 成为超声波发射传感器。
超声波模块-接收电路
两压电晶片间未外加电 压，当共振板接收到超声波 时，将压迫压电晶片作振动， 将机械能转换为电信号，就 成为超声波接收传感器。
d s / 2 (v t ) / 2
其中： d为被测物与测距器的距离；s为声波的来回路程；v为声速； t为声波来回所用的时间。 注意：超声波也是一种声波,其声速与温度有关。
程序分析
开始 定时器中断 系统初始化 定时器初始化 发射超声波脉冲 发送超声波 接收超声波脉冲
外部中断入口
关闭外部中断
数 码 管
主控 芯片
晶振 模块
蜂 鸣 器
复位 电路
电源 开关
报警 距离 设置
超声 波模 块
主控芯片-89C52
P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。 作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。 当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被 作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0具有内部上拉电阻。P1、P2、P3口是一个 具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出 缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
显示模块-四位共阳八段数码管
DS1 DPY _ 7 -SEG_ 1 d1 d2 d3 d4
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a b c
dp e f
.
g
dp
.
dp
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9 8 6
dp
共阳数码管是指将所 有发光二极管的阳极接到 一起形成公共阳极，八段 数码管比七段数码管多一 个显示单元（小数点）。
d
dp
d1 d2 d3 d4
11
7 4 2 11 0