基于51单片机超声波测距仪设计【开题报告】

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基于51单片机的超声波测距报告

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（六）附录程序清单 ;********************************************
;* 超声波测距器 * ;* 采用 STC 89C54RC+ 12MHZ 晶振 * ;* 采用共阴 LED 显示器 LRM 2011.06.20 * ;******************************************** ;测距范围 7CM-1M，堆栈在 4FH 以上，20H 用于标志 ;显示缓冲单元在 40H-43H，使用内存 44H、45H、46H 用于计算距离 ; VOUT EQU P1.0 ; 红外脉冲输出端口 ; ;******************************************** ;* 中断入口程序 * ;******************************************** ; ORG 0000H LJMP START ORG 0003H ;中断 0 LJMP PINT0 ORG 000BH ;定时器 0 溢出 LJMP INTT0 ORG 0013H ;中断 1 RETI ORG 001BH ;定时器 1 溢出 LJMP INTT1 ORG 0023H ;串行口中断 RETI ORG 002BH RETI ; ;******************************************** ;* 主程序 * ;******************************************** ; START: MOV SP,#4FH MOV R0,#40H ;40H-43H 为显示数据存放单元（40H 为最高位） MOV R7,#0BH CLEARDISP: MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEARDISP

基于单片机的超声波测距倒车雷达设计开题报告

日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。据海外媒体报道，戴姆勒——克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加工处理，形成一虚拟景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，目前定为3745欧元，其过高的成本限制了它应用的普遍性。在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有障碍物时，就及时让驾驶员知晓。
随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而，由于汽车的普及，因汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。
倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对让们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。
指导文件5：
毕业设计（论文）开题报告
题目（中文）基于单片机的超声波测距倒车雷达设计
（英文）Based on Singlechip ultrasonic ranging reverse
radar design
课题类型课题来源

基于单片机的超声测距仪设计开题报告(标准格式)

毕业设计（论文）开题报告
超声波接收器由回波放大接收电路及比较电路组成，回波放大接收电路负责将
返回的超声波接收并进行放大处理，比较电路负责对放大后的信号进行分析处理测温电路由温度传感器组成，负责测量四周环境温度，以测出该环境下的超声
波传输速度
显示电路选择运用LED发光二极管构成的LCD液晶显示屏。

驱动方式有动态
驱动和静态驱动两种选择，可依据须要进行选择。

报警电路由一个运算放大器，一个发光二极管组成。

假如出现如距离过远或干
扰过大等接收不到返回信号的状况，报警电路工作，发光二极管亮起，出现警报。

设计的简易结构图如下
4、探讨思路和方法
依据所收集的单片机有关方面的资料，对所需设计的系统进行初步分析，选择
最有效的单片机系统，进一步对测量系统进行构架，画出测量原理图，依据原理图
画出结构图，并完善其内部结构。

并对整个系统进行检测，逐步完善整个测量系统，
直至测量精度达到要求。

5、解决的关键问题
设计出以单片机为核心限制声波测距仪系统，在广泛借鉴了各种设计的优点的同时，充分考虑设计中的各个环节，运用温度传感器精确测量出测距时的温度，计算出当时的声速速度；可较精确测量距离，并用LCD或LED显示测量数值，设置必要的爱护功能。

其中拟解决的关键问题：
1.超声波放射与接收电路的设计；
2.如何将测温电路返回的数据精确传递到LCD显示单元；
3.显示电路选择什么样的反向驱动器驱动PC口作为LCD的位选限制口来提高其显示亮度，使设计更完善；
4.单片机的复位电路是运用上电自动复位的方式还是运用按键电平复位的方式；
方案初步拟定:
单片机系统:AT89C52单片机。

基于51单片机超声波测距仪

基于51单片机超声波测距仪基于51单片机的超声波测距仪设计摘要利用超声波进行测距有许多优点比如不受光强度、色彩和电磁场等外界因素的影响，而且超声波传感器的价位较低、结构也较为简单，超声波以声速传播，方便收发与计算。

在汽车倒车雷达、移动机器人的避障、特别是测量距离等许多方面都已有了非常普遍的应用。

本次毕业设计的超声波测距仪是在STC89C51单片机的基础上设计的，在分析和了解了超声波的一些优点和特性后，又查看了利用超声波测距的基本原理。

最后决定使用51单片机系统和超声波传感器共同组成。

设计的超声波测距仪的硬件部分主要包括电源及复位模块、单片机与超声波模块组成的超声波发射模块、超声波接收模块、LED数码显示模块和扩展报警模块。

软件部分主要包括单片机主程序、根据超声波发射与接收计算距离程序、LED距离显示程序、按键控制程序和蜂鸣器报警程序，这样安排使得系统具有模块化的特点。

系统容易进行控制，具有可靠地的性能，具有较高的测量精度，最重要的是能对距离进行实时测量。

关键词：单片机，测距仪，超声波，实时测量Design of Ultrasonic Distance Meter Based on 51 MCMABSTRACTUsing ultrasonic ranging has many advantages for example, from the effects of light intensity, color and electromagnetic field and other external factors and price lower ultrasonic sensors, the structure is simple, ultrasonic sounds velocity, convenient transceiver and calculation. In the car reverse radar, mobile robot obstacle avoidance, especially measuring distance and many other aspects have been very common application.The graduation design of ultrasonic range finder based on STC89C51 MCU design, analysis and understanding of the some advantages and characteristics of ultrasonic and looked at the use of the basic principle of ultrasonic distance measurement. Finally, the composition of the 51 single-chip microcomputer system and ultrasonic sensor is decided.. The design of ultrasonic rangefinder hardware part consists of the power and reset module, SCM and ultrasonic module consists of ultrasonic emission module, ultrasonic receiving module, LED digital display expansion module and alarm module. Software part mainly includes MCU program, according to the ultrasonic transmitting and receiving computing program distance, the distance of LED display program, key control procedures and buzzer alarm procedures, this arrangement enables the system to have the characteristics of modular. The system is easy to control and has the reliable performance, and has the higher accuracy, and the most important is the real-time measurement of the distance.KEY WORDS: Single chip microcomputer，Range finder，Ultrasonic，Real-time measurement目录摘要 (I)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的主要意义 (1)第2章系统电路设计 (3)2.1 系统结构设计 (3)2.2 电路总体设计方案 (3)2.2.1 发射与接收电路设计方案 (3)2.2.2 显示电路设计方案 (5)2.2.3 报警电路设计方案 (6)2.2.4 系统复位电路设计 (6)第3章系统硬件设计 (8)3.1 单片机概述 (8)3.1.1 STC89C51主要性能 (8)3.1.2 STC89C51外部结构及特性 (8)3.1.3 STC89C51内部组成 (11)3.2 超声波测距模块 (12)3.2.1 超声波传感器介绍 (12)3.2.2HC-SR04超声波测距芯片的性能特点 (12)3.2.3 超声波时序图 (15)3.3 驱动显示电路及报警电路 (15)3.3.1LED数码管显示电路 (16)3.3.2 蜂鸣器报警电路 (17)3.4HC-RS04超声波测距原理 (17)3.5 按键设置电路 (18)第4章系统软件设计 (21)4.1 系统主程序 (21)4.2 显示距离子程序 (22)4.3 报警子程序 (22)4.4 按键子程序 (23)第5章系统仿真 (25)5.1 系统仿真环境——Proteus (25)5.2 仿真 (25)5.3 误差及特性分析 (26)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 研究背景超声波测距法是通过超声波测量从已知位置到被测物体表面的距离的利用超声波的方法。

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。

部分程序 (18)主程序 (18)测量距离 (19)读取温度数值 (20)绪论设计目地和意义在现实生活中，一些传统地距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服地缺陷，例如，液面测量就是一个距离测量，传统地电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲检测液面，电极长期浸泡在水中或其它液体中，极易被腐蚀、电解，从而失去灵敏性.而利用超声波测量距离可以很好地解决这一问题.目前市面上常见地超声波测距系统不仅价格昂贵，体积过大而且精度也不高等种种因素，使得在一些中小规模地应用领域中难以得到广泛地应用.为解决这一系列难题，本文设计了一款基于STC89C52 单片机地低成本、高精度、微型化地超声波测距器.设计任务和要求设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及工业现场地位置监控，也可以用于液位、井深、管道长度地测量等场合•要求测量范围在0.1~3.00m，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系统方案设计设计原理发射端发出地超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收端接收，往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体地距离.由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下地声速•在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变地，如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿地方法加以校正•本设计中使用公式v=331.4+T*0.61对声速进行校正.设计框图主要元器件介绍STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁课编程可擦除制度存储器地低电压、高性能COMS8 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，与工业标准地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，STC地STC89C52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廉价地方案，STC89C52芯片引脚图如图所示•图二STC89C52芯片引脚图LCD1602液晶显示器LCD 液晶显示器具有体积小、功耗低、界面美观大方等优点.1602显示模块用点阵图形显示字符，显示模式分为 2行16个字符•它具有16个引脚，其正面左起为第一脚，如下图所示：第一脚GND:接地.第二脚VCC: +5V 电源.第三脚VO:对比度调整端.使用时通过接一个10K 地电阻来调节第四脚RS 寄存器选择信号线.第五脚RW:读写信号线.T2/P1.0T2EX/PL 1Pl. 2 P 】・3Pl. 1PL 5IM. 6忆1RST RXD/P ；kO TW/P3. 1T\T 5/P3.2 1XT1/P3,3TO/卩 3* 1 P/P3. 5FR/P3,6 RD/P3. 7XTAL2 XTAL1 vss=vccFO O/ADO PO.1/AP1 P0. 2/AD2Hh 3/AD3 PO. 4/MM PO, 5/AD5 PO.5/AD6 PO,7/AD7 ALE PROG psTV P2. 7/A15 P2.6/A1t P2, 5/AL3 P2.1/A12 P2,3/A1t P2. 2/A10 P2.I/A9]P2.0/A8图三LCD 引脚示意图第六脚E:使能端，当E由高电平跳变为低电平时执行命令第7~14脚：8位数据线D0~D7.第十五脚BLA:背光电源正极输入端.第十六脚BLK背光电源负极输入端.表二LCD1602操作指令1602液晶模块内部地字符发生存储器（C G R O M）已经存储了160个不同地点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定地代码，比如大写地英文字母“A”代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中地点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”.因为1602识别地是ASCII码，实验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A' .160通过D0~D7地8位数据端传输数据和指令•HC-SR04超声波模块HC-SR04超声波传感器模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小•可提供2cm至400cm地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.图三实物正反两面图:手K-sno*IHI表三HC-SR04电气参数r电r勢樹超声破換块工作电压DC5 V匸it电流13mA工作械瘵40Hz毗近射程4LUZein15 A输入Hp lOuS的TTL瞅冲辑出TTL电Wf；『号•与肘程¥*沖】丸皿HC-SR04工作原理及说明:1、给Trig触发控制信号10端口至少10us地高电平信号2、模块自动发送8个40khz地方波，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，高电平持续地时间就是超声波从发射到返回地时间；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地影响；图四超声波时序图IQuS TTL融发信号_________ ________________________________________________循环发出S个40KH E脉冲r» JT-J >n |R模块内部__________________ MM IM _____________________________________发岀信号输出冋响_____________ 回痢电平犒出信号r与检测距葛原比例DS18B20温度传感器温度传感器主要由热敏元件组成.热敏元件品种教多，市场上销售地有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等.以半导体热敏电阻为探测元件地温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高地特点，而且制造工艺简单、价格低廉•半导体热敏电阻按温度特性热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻（电阻随温度上升而增加）和负温度系数热敏电阻（电阻随温度上升而下降）.本设计采用地是美国Dallas半导体公司地不锈钢封装地DS18B20数字温度传感器.DS18B20是采用专门设计地不锈钢外壳，仅有0.2mm地壁厚，具有很小地蓄热量，采用导热性高地密封胶，保证了温度传感器地高灵敏性，极小地温度延迟.DS18B20支持一线总线”接口（1-Wire ），测量温度范围为-55 °〜+125°C，在-10〜+85°C范围内，精度为土0.5C. 现场温度直接以一线总线”地数字方式传输，大大提高了系统地抗干扰性.DS18B20数字化温度传感器地主要性能如下:1）适用电压为3V〜5V;2)9〜12位分辨率可调，对应地可编程温度分别为0.5 C、0.25C、0.125C、0.0625 C;3)TO-92、SOIC及CSP封装可选；4)测温范围：-55C〜125C；5)精度：-10C〜85 C范围内土0.C ;6)无需外部元件，独特地一线接口，电源和信号复合在一起；7)每个芯片唯一编码，支持联网寻址，零功耗等待.系统硬件结构设计单片机电路以STC89C52单片机为主控芯片，CPU电路十分简单，加上晶振和复位电路即可构成最小系统.图五单片机最小系统电路图LCD显示电路本设计采用LCD1602液晶显示屏进行显示，清晰稳定地显示当前温度下地声速以及测量结果•图六LCD显示电路温度补偿电路温度补偿使用温度传感器DS18B20对当前温度进行采集，电路结构简单图七温度补偿电路电源电路整个系统采用12伏直流供电，而系统工作电压为5伏，因此需要对12伏电压进行稳压滤图八电源电路系统软件设计主程序流程图九主程序流程图开始测距流程图4测试测试结果本次设计地超声波测距器测距范围为3cm~400cm，超出测量范围时LCD会有提示，同时蜂鸣器报警；按下测距按键后，测距显示等亮，测量结束时，显示灯灭，液晶显示测量结果F表是我们测试时地测量结果误差分析由表四地测量数据可以看出，误差在误差允许范围1cm以内，因此本设计是满足要求地.测距时，被测物体必须垂直于超声波测距仪，被测物体表面平坦，且测距仪周围必须没有其他可以反射超声波地物体•本次设计地超声波测距仪也存在一些问题，由于上电一段时间后，一些元器件会发热，使得电路板温度升高，导致测得地温度比实际温度偏高，从而产生误差；由于51单片机本身地一些原因，会使得系统有时会不稳定，蜂鸣器蜂鸣声很小总结总地来说，通过这次个性化实验，我们都收获颇多•接收这个工程之前，我么都不懂什么是单片机，什么是AD接了这个工程后，我们自学了单片机，学习使用了AD等各种软件，了解了温度补偿、LED显示屏、声光显示，以及学会怎样在一个团队中担任自己地角色•在整个过程中，我们大家一起学习，分工合作•在技术上，基础好地带动基础差地，基础好地也不断提升自己地能力，大家集思广益，让作品更加完美；在团队中，我们每个人都有自己地任务，大家都很好地完成自己地责任，最终地作品实现了预期地功能.当然，过程中也有不完美地地方，由于知识不到位，最开始我们地进度不快，但随着了解地越来越多，我们地进度也就慢慢地上来了.非常感谢这次地经历，让我们学习到了这么多，有了这次经历，相信我们会在这条路上走得越来越远.整体电路图边：7附录vecD ATAGKCD幻ax =GKEPL1POP1JPWP1Jpr-sPLTm史」P3 4F3 J貪 5=；~XTAL 二XTAL3SiV2CATfICJ]c.sj:・：4匕曲：A-・一[X■乙：专二*J;gmKK畧加KIKE.<L=iE_叱plKKKLplKF;戊ILK■sggsggss—IK*&GNDLET.kr.2inPCB布线图部分程序主程序void mai n(){TMOD=0x01。

基于单片机的超声波测距开题报告

基于单片机的超声波测距开题报告毕业论文（设计）开题报告题目基于单片机的超声波测距1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。

随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。

超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。

超声波也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。

正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。

随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。

一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。

随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

但就目前技术水平来说，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，超声波测距仪作为一种新型的非常重要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，如声纳的发展趋势基本为：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；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，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。

在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施利用单片机控制超声波测距，发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t,由2/vts 即可算出被测物体的距离。

毕业设计开题报告基于51单片机的超声波测距系统设计实现

图1超声波测距仪原理框图
（3）单片机实现测距原理
单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差tr，然后求出距离S＝Ct／2，式中的C为超声波波速。
限制该系统的最大可测距离存在4个因素：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射／接收的设计方法。由于超声波属于声波范围，其波速C与温度有关
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距仪的意义。
（5）超声波检测接收电路
集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路(如图2-3)。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。
应
用

基于51单片机的超声波测距仪

机电信息工程学院单片机系统课程设计报告系别：电子工程系专业：通信工程班级：051班设计题目：超声波测距学生：王权于建坤指导教师：董玉华厚杰亚宁婷完成日期：2008年03月19日目录一、设计任务和性能指标1二、设计方案1三、系统硬件设计3四、系统软件设计5五、调试与性能分析8六、心得体会10参考文献11附录1系统硬件电路图12附录2程序清单13一、设计任务和性能指标1.1 设计任务设计一个超声波测距器，可应用在汽车倒车、建筑施工工地以与一些工业现场的位置测控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。

要求用Altium Designer 6画出系统的电路原理图（要求以最少组件，实现系统设计所要求的功能），印刷电路板（要求布局合理，线路清晰），绘出程序流程图，并给出程序清单（要求思路清晰，尽量简洁，主程序和子程序分开，使程序有较强的可读性）。

1.2 性能指标1、测量围10—80 cm；2、测量精度1cm；3、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；4、测量围扩展为10 cm—4m，提高测量精度。

二、设计方案超声波测距仪是利用超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，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停止计时。

超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。

超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以与一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。

目前国一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且没有显示，操作使用很不方便。

超声波指向性强,穿透能力强,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。

但由于超声波传感器的成本较高,所以一般运用于专业领域,民用产品中运用较少。

基于单片机的超声波测距开题报告

随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。

超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。

超声波也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。

正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。

随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。

一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。

随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

但就目前技术水平来说，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。

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。

在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

超声波测距仪的开题报告

超声波测距仪的开题报告超声波测距仪的开题报告一、引言超声波测距仪作为一种常见的测量设备，在工业、医疗、环境监测等领域得到广泛应用。

本文旨在探讨超声波测距仪的原理、应用和发展趋势，以提供一个全面的开题报告。

二、原理超声波测距仪利用超声波的传播速度和反射原理来测量距离。

当超声波发射器发出一束超声波时，它会经过一定的时间后被接收器接收到。

通过测量发射和接收之间的时间差，可以计算出被测物体与测距仪之间的距离。

三、应用1. 工业领域超声波测距仪在工业领域中广泛应用于物体检测和定位。

例如，在自动化生产线上，可以使用超声波测距仪来检测物体的位置和距离，以实现自动化控制和精确定位。

2. 医疗领域在医疗领域，超声波测距仪被用于测量人体器官的大小和位置。

通过将超声波传递到人体内部，可以获取到准确的器官尺寸，帮助医生进行诊断和治疗。

3. 环境监测超声波测距仪还可以用于环境监测，例如测量水位、液体容积和空气质量等。

通过将超声波传播到液体或气体中，可以得到准确的测量结果，帮助我们了解环境的状况并采取相应的措施。

四、发展趋势1. 精度提升随着科技的不断进步，超声波测距仪的测量精度将不断提高。

通过改进传感器和算法，可以实现更高的测量精度，满足不同领域对精确测量的需求。

2. 多功能化未来的超声波测距仪将更加多功能化，不仅可以测量距离，还可以测量速度、温度等参数。

这将使得超声波测距仪在更多领域有更广泛的应用。

3. 无线化目前的超声波测距仪通常需要通过有线连接与其他设备进行数据传输。

未来的发展趋势是实现无线传输，提高设备的便携性和灵活性。

五、结论超声波测距仪作为一种常见的测量设备，在工业、医疗和环境监测等领域有着广泛的应用。

随着技术的不断进步，超声波测距仪的精度将不断提高，功能也将更加多样化。

未来，我们可以期待超声波测距仪在更多领域发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。

(完整版)超声波测距的毕业设计开题报告

二、研究概况及发展趋势综述
历史上使用超声波来测量距离是从第二次世界大战时海军的声纳技术的发展开始。声纳是一种利用声波在水下测定目标距离和运动速度的仪器。经过几个世纪，科学家们对此反复研究，最终发现了超声波的原理。
超声波测距应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。
第 13 周：论文修改；
第 14 周：准备答辩；
第 15 周：答辩。
（1）、根据系统的功能要求确定选用的元器件；
（2）、分配单片机各个P口地址，以连接对应的元器件，方便控制；
（3）、利用DXP软件构建系统的硬件图；
2、确定软件部分的设计方案:
（1）、确定各部分模块对应要实现的功能，并根据连接图写出对应程序中对应的控制信息，便于软件编写；
（2）、用keil软件编写程序，对应各模块功能模块化编写，便于程序的检查和调试；
计量学在制造业中越来越重要。直接在机器上测量尤其能推动制造业的发展。目前为止大部分还是采用视觉的或触觉的测量方法。但是墙的厚度就不能用这些来测量，因此德国人把超声系统结合到机器设计出了测距方法。随着超声波的发展，早在2000年时英国人就设计出了可观察、识别并测距的超声波集成系统。

基于51单片机的超声波测距仪

题目基于51单片机的超声波测距仪目录摘要 (1)英文摘要 (2)引言 (3)正文 (4)1 实验平台概述 (4)1.1单片机概述 (4)1.2芯片简介 (5)1.2.1 STC89C51单片机简介 (5)1.2.2 CX20106A芯片简介 (6)1.2.3 74LS04芯片简介 (7)1.2.4 LED数码显示管简介 (8)2 实验设计 (9)2.1系统硬件设计 (9)2.1.1 超声波发射电路设计 (10)2.1.2超声波接收电路设计 (10)2.1.3 超声波显示电路设计 (11)2.1.4 蜂鸣器报警模块设计 (12)2.2系统软件设计 (12)2.2.1 主程序 (13)2.2.2 超声波中断程序 (14)2.2.3 计算和显示距离模块 (16)2.2.4 蜂鸣器报警模块 (19)3 实验结果与分析 (20)结论 (21)参考文献 (22)综述 (23)摘要本文详细的介绍了一种超声波测距仪，它是在51单片机的控制下工作的。

本设计采用的单片机为STC89C51，该单片机使用串口编程、价格便宜而且效率高、稳定性强。

该系统硬件电路设计主要包括单片机系统、超声波发射电路、接收电路、LED 数码管显示以及蜂鸣器报警装置等。

在单片机内部程序的控制下，超声波发射电路将超声波信号发射出去，超声波信号在遇到被测物体后被反射回去，反射回来的超声波信号被超声波接收器接收，然后经过接收电路的检波进行放大以及其他处理，送至单片机，单片机根据超声波的传播速度和超声波从发射到接收所使用的时间，计算出被测物体的距离，所测得的距离值用LED数码管显示出来，与被测物体之间的不同距离利用蜂鸣器报警提示。

因为基于51单片机的超声波测距仪在运用过程中具有较强的稳定性，而且检测的效率高、速度快，测量精度符合测距要求，所以，超声波测距仪具有很高的应用价值。

本设计主要围绕两个方面展开，即超声波测距仪的硬件电路设计和软件程序设计。

关键词：单片机；超声波；测距AbstractThe article describes an ultrasonic range finder in detail, which is under the control of 51 single-chip. The design of the single-chip for the STC89C51, which uses serial programming, it is not only cheap, high efficiency, and strong stability. The hardware circuit design mainly includes single-chip system, ultrasonic transmitter circuit, receiving circuit, LED digital tube display and buzzer alarm device. Under the control of the single-chip internal program, The ultrasonic transmitter circuit emits an ultrasonic signal, the ultrasonic signal is reflected back after encountering the measured object, and the reflected ultrasonic signal is received by the ultrasonic receiver. And then through the receiver circuit to detect the amplification and other processing, sent to the single-chip, the single-chip according to the propagation speed of ultrasound and ultrasound from the launch to the use of the time to calculate the distance of the measured object, the measured distance with LED digital tube Displayed, and the measured distance between the object using the buzzer alarm. Because of the 51 single-chip ultrasonic range finder in the use of the process has a strong stability, and the detection of high efficiency, speed, measurement accuracy in line with the requirements of ranging, so it has a high application value. The design mainly revolves around two aspects, namely the hardware circuit design and software program design of the ultrasonic range finder.Key words: Single-chip; Ultrasonic; Ranging引言随着社会的不断进步，人民的需求逐渐增强，超声波测距仪越来越受到大家的喜爱，在许多方面都得到运用。

基于单片机超声波测距仪开题报告

一、工作原理：由超声发射器向被测物体方向发射脉冲式的超声波。

发射器发出一连串超声波后即自行关闭，停止发射。

同时超声接受器开始检测回声信号，定时电路也开始计时。

当超声波遇到物体后，就被反射回来。

等到超声接受器收到回声信号后，定时电路停止计时。

此时定时电路所记录的时间，是从发射超声波开始到收到回声波信号的传播时间。

利用传播时间值，可以换算出被测物体到超声传感器之间的距离。

系统框图：1、超声波发射及接收原理：压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。

超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。

当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，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，这时它就成为超声波接收器2、显示电路原理：数码管显示器是由发光的二极管显示字段组成的. 数码管显示器有8个发光二极管，其中从a~g管脚输入显示代码，可显示不同的数字或字符，Dp显示小数点共阳极的数码管显示器的公共端为发光二极管的阳极，通常接+5V电源，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。

本设计中采用的是4位七段共阳极数码管显示器，一共具有12个引脚，4个位选端，8个字选端。

四位数码管显示器，有AT89C51的P0口输出。

动态扫描时，有P2口控制当前显示位。

3、复位电路原理：AT89C51复位有一个专用的外部引脚RESET，外部可通过此引脚输入一个正脉冲使单片机复位。

所谓复位，就是强制单片机系统恢复到确定的初始状态，并使系统重新从初始状态开始工作。

本设计采用的是电平式开关与上电复位电路，为了能使运行中的系统，经人工干预，强制系统进行复位。

二、软件流程图：按下开关，单片机初始化，设置定时器，发射超声波并检测是否有超声波返回，如果没有检测到超声波，则返回单片机初始化，如果检测到超声波，则进行外部中断子程序计算距离。

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。