基于89c51单片机的超声波测距
基于AT89C51单片机的超声波测距系统
不同形状和位置的对象物，其回波波形大致相同，只是 波幅不同。于是，该系统采用了变阈值鉴幅固定补偿法：ａ．采 用微处理器闭环控制自动改变阈值。ｂ．在超声回波中鉴别其包 络峰附近少于６个波的第一个波，形成关闭定时器的触发信 号，并同时设置检测窗口。ｃ．计数检测窗口内的鉴别回波格式 ｎ（鉴别回波＝窗口内鉴别回波数＋１）个。ｄ．判断ｎ的大小，若 ｎ＞５，则减小鉴别规定阈值，转到ｂ．重新检测，若≤５，则 从先验的固定补偿值表中取出与ｎ相对应的补偿值进行修正。 其鉴别回波提取及补偿时间表示如图２所示。
超声波测距原理
超声测距从原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。由 于共振法的应用要求复杂，在这里使用脉冲反射式。超声波 测距原理是通过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 碍物就立即反射来，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ｃ，而根据计时器记录的测 出发射和接收回波的时间差ｔ，就可以计算出发射点距障碍物 的距离Ｓ，即：Ｓ＝ｃｔ ／ ２。这就是所谓的时间差测距法。
ｔ′
ｔ
Δｔ
１
２
初始化 采样回放峰值 加权给定鉴别阈值 采样温度计算声速
增大鉴别 阈值给定
Ｙ
等待开始计时标志 按时间自动改变增益
减小鉴别 阈值给定
收到回波？
Ｎ
Ｙ
ｎ ＞ ５？
Ｎ 补偿值修正数据处理
计算距离输出显示
Ｔ０
到５ ｓ？
Ｎ
３
４
Ｙ
图３ 主程序框图
图２ 鉴别回波的提取与补偿时间表示 １—超声回波 ２—鉴别阈值 ３—鉴别窗口 ４—鉴别回波
由于超声波也是一种声波，其声速ｃ与温度有关，附表 列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不 大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则 应通过温度补偿的方法加以校正。
基于89C51单片机小车超声波测距毕业设计打印版
摘要89C51单片机是一款八位单片机，他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本系统以设计题目的要求为目的，采用89C51单片机为控制核心，利用超声波检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
采用的技术主要有：（1）通过编程来控制小车的速度；（2）传感器的有效应用；（3）新型显示芯片的采用；关键词89C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车Design and create an intelligence electricity motive small carAbstract89C51 is a 8 bit single chip computer.Its easily useing and multi-function suffer large users. This article introduce the CCUT graduation design with the 89C51 single chip copmuter.This design combines with scientific research object. This system regard the request of the topic, adopting 89C51 for controling core,super sonic sensor for test the hinder.It can run in a high and a low speed or stop automatically.It also can record the time ,distance and the speed or searching light and mark automatically The electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyse.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine；(2)efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords89C51 single chip computer、light electricity detector、PWM speed adjusting目录1引言 (1)2系统的总体设计方案 (2)2.1直流调速系统的设计 (2)2.2小车检测系统的设计 (3)2.2.1行车起始、终点及光线检测 (3)2.2.2行车距离检测 (6)图2.4 行车距离检测电路 (6)2.3显示电路 (7)2.4系统原理图 (7)3 硬件设计 (8)3.1单片机89C51硬件结构 (8)3.2最小应用系统设计 (10)3.3前向通道设计 (12)3.3.1传感器的选择 (12)3.3.2单片机测距原理 (12)3.3.3超声波发射电路 (13)3.3.4 超声波检测接收电路 (13)3.3.5超声波测距仪的算法设计 (14)3.4后向通道设计 (14)3.4.1脉宽调制原理： (16)3.4.2逻辑延时环节： (17)3.4.3 电源的设计 (17)3.5显示电路设计 (17)4 软件设计 (19)4.1主程序设计 (20)4.2显示子程序设计 (23)4.3避障子程序设计 (24)4.4软件抗干扰技术 (25)4.4.1数字滤波技术： (25)4.4.2开关量的软件抗干扰技术： (25)4.4.3指令冗余技术： (26)4.4.4软件陷阱技术： (26)4.5“看门狗”技术 (27)4.6可编程逻辑器件 (28)5结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A 程序清单 (32)附录B 硬件原理图 (40)1引言随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
基于89c51的超声波测距单片机课设
基于89c51的超声波测距单片机课设一、引言本文将探讨基于89c51的超声波测距单片机课设的相关内容。
通过该课设，我们可以学习到单片机的基本原理和应用，以及超声波测距技术的实现原理和方法。
二、超声波测距原理超声波测距是一种通过发送超声波脉冲并测量其返回时间来计算距离的技术。
基于89c51的超声波测距单片机，可以通过以下步骤实现测距：1.初始化超声波模块和显示屏模块。
2.发送超声波脉冲。
3.接收超声波返回信号，并计算返回时间。
4.根据返回时间计算距离。
5.在显示屏上显示测距结果。
三、硬件设计1. 单片机选择我们选择使用89c51单片机作为控制芯片，因为它具有丰富的外设接口和较高的运算性能，适合用于控制超声波模块和显示屏。
2. 超声波模块超声波模块包括超声波发射器和接收器。
发射器用于发送超声波脉冲，接收器用于接收超声波的返回信号。
选择合适的超声波模块可以确保测距的准确性和稳定性。
3. 显示屏模块显示屏模块用于显示测距结果。
可以选择液晶显示屏或数码管等适合的显示模块。
四、软件设计1. 系统初始化在系统初始化阶段，需要对单片机的外设进行初始化设置，包括超声波模块和显示屏模块。
2. 超声波模块驱动程序超声波模块驱动程序用于控制超声波的发送和接收。
通过发送脉冲并计算返回时间，可以得到距离的测量结果。
3. 显示程序设计显示程序设计用于将测距结果显示在显示屏上。
可以通过数码管、液晶显示屏等方式实现。
五、实验步骤以下是基于89c51的超声波测距单片机课设的实验步骤：1.硬件搭建：连接89c51单片机、超声波模块和显示屏模块。
2.编写初始化程序：对单片机的外设进行初始化设置。
3.编写超声波模块驱动程序：控制超声波的发送和接收。
4.编写显示程序：将测距结果显示在显示屏上。
5.调试程序：通过实验验证程序的正确性和稳定性。
6.测距实验：将物体放置在不同距离上，进行测距实验，并记录测量结果。
7.分析实验结果：根据实验结果对课设进行评估和改进。
基于 STC89C51单片机超声波测距系统的设计
基于 STC89C51单片机超声波测距系统的设计一、设计任务1.1设计前景超声波技术在日常生活中有着广泛的应用, 例如探伤技术、清洗技术、测距技术等等。
超声波测距多应用于汽车倒车雷达、建筑工地以及一些工业现场的位置监控如液位、井深的测量等场合。
国内的超声波测量主要集中在对0～10 m 固体和液体的测量,一般测量精度高,回波稳定。
由于高精度的超声波测距仪所采用的专业集成电路成本较高,以价格比较低廉的 STC89C51 单片机为核心设计一款具有低成本、高精度、具有动态显示等优点的超声波测距系统。
该系统测量距离0127～4100 m,测量精度为1cm。
同时给出了其硬件电路和软件设计方法。
实际使用表明该仪器工作稳定。
1.2超声波测距原理超声波发生器内有一个共振板和两个压电晶片,当它的外加脉冲信号频率等于压电晶片的固有频率时,压电晶片会产生共振,并带动共振板一起振动,这样就产生了超声波。
在电路中,发射端输出的脉冲是一系列方波,其宽度称为发射超声波的时间间隔,被测物距离越大,其脉冲宽度就越大,输出脉冲个数与被测物距离成正比。
T mier寄存器对 P110口的高、低电平分别进行 12 L s的延时, 实现从 P110口输出周期为24 Ls的方波信号。
当单片机控制超声波发生器向某一方向发射超声波波束,在发射时刻的同时,单片机内部定时器开始计时。
在传播过程中,超声波遇障碍物(被测物)后反射回波,超声波接收器接收到第一个反射波后,定时器停止计时。
定时器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过公式换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
由于超声波的声速和温度有关,如果温度变化不是很大,认为声速基本不变。
如果测距精度要求很高,那么可以通过温度补偿的方法来加以校正。
不同温度下超声波在空气中的传播速度随温度变化关系：v = 33114+0161T 其中, T为实际温度; v的单位为 m /s。
表 1 声速与温度的关系测距的公式为: L= v×▽t，其中, L为测量的距离长度; v为超声波在空气中的传播速度; ▽t为发射到接收所用时间的一半,由单片机的定时功能实现对超声波信号的准确计时。
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。
基于89c51的超声波测距单片机课设
基于89c51的超声波测距单片机课设
超声波测距技术是一种常见的测距方法，它利用超声波在空气中传播的速度和时间差来计算距离。
在单片机课设中，我们可以利用89c51单片机和超声波传感器来实现一个简单的超声波测距系统。
我们需要了解超声波测距的原理。
超声波传感器会发出一定频率的超声波信号，当这些信号遇到障碍物时，会被反射回来。
通过测量超声波信号的发射和接收时间差，我们可以计算出障碍物与传感器之间的距离。
接下来，我们需要准备一些材料和工具。
除了89c51单片机和超声波传感器外，还需要一块面包板、杜邦线、电容、电阻等元件。
我们可以根据电路图将这些元件连接起来，构建一个简单的超声波测距电路。
在编写程序时，我们需要先初始化串口和定时器，然后设置超声波传感器的引脚和中断。
当传感器发出超声波信号时，我们需要启动定时器并等待接收到反射信号。
当接收到反射信号后，我们可以通过计算时间差来计算距离，并将距离值通过串口输出。
我们需要进行实验验证。
将超声波传感器放置在一定距离内的障碍物前面，启动程序并观察串口输出的距离值。
通过比较实际距离和测量距离，我们可以验证超声波测距系统的准确性和稳定性。
基于89c51的超声波测距单片机课设是一项有趣的实践项目，它可以帮助我们深入了解超声波测距技术和单片机编程。
通过不断的实验和改进，我们可以进一步提高系统的性能和可靠性，为未来的科研和工程应用打下坚实的基础。
基于单片机STC89C51设计的超声波测距仪
2010NO.8China New Technologies and Products高新技术基于单片机STC89C51设计的超声波测距仪刘典文徐志坚李志强胡锐毛顺京（衡阳师范学院南岳学院，湖南衡阳421008）摘要：介绍了一种基于单片机STC89C51的超声波测距系统,重点阐述该系统的硬件电路设计和软件设计,并利用温度检测电路有效消除了环境温度变化对传播速度的影响；在数据处理方面,利用最小二乘法得出实际值与测量值之间的补偿公式，从而使系统的测量误差进一步减小；在盲区消隐方面,通过在软件上采用延迟接收技术,有效消除了串绕信号,进一步提高了检测的精度及灵敏度。
关键词：超声波；单片机；测距引言如今在工业，医学等许多方面都对超声波应用的要求越来越高，由于超声波测距与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果，广泛应用于液位和物位的非接触式测量以及汽车倒车时的报警。
因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以STC89C51单片机为核心的低成本、高精度、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、预置子程序、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。
1超声波测距原理超声波是高于听觉频率阈值的机械波，超声波具有直线传播特性，它的频率越高，反射能力越强，而绕射能力越弱，表现出更强的方向性，利用超声波的这种特性采用时间差值检测法进行距离的测量，发射器发出的超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。
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的声速。
在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。
如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。
2超声波测距仪硬件电路设计单片机控制超声波发射器发出40kHZ的超声波信号；超声波接收器将接收到的超声波信号，用接收电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，并将数据送至LCD显示。
基于AT89C51单片机超声波测距仪设计
基于AT89C51单片机的超声波测距仪的设计【摘要】AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写10000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
这次设计主要是利用AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器完成测距报警系统的制作，将AT89C51作为主控制芯片，利用超声波对物体的感应，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，AT89C51发出指令控制蜂鸣器报警。
【关键词】：AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器ABSTRACTAT89C51 is a low power consumption, high performance CMOS 8-bit microcontroller, tablet containing 4 k Bytes of ISP (In system programmable) can wipe again and again 1000 times of Flash memory read-only applications, device adopts high density of ATMEL company, nonvolatile storage technology, compatible with standard MCS - 51 structure, instruction system and 80 c51 pin chip integrates general 8-bit CPU and ISP Flash memory cell, AT89C51 is widely applied In many embedded control applications.This design is mainly made using AT89C51 SCM, HC-SR04 ultrasonic sensor, buzzer completed ranging alarm system,the AT89C51 as the main control chip,the use of ultrasonic sensing of object,the detected objects in front of the distance,then the MCU processing operations,and the set alarm distance to compare the value of judgment,when the measuring distance is smaller than the set value,AT89C51 sends out a command to control the buzzer alarm.【KEY WORDS】: AT89C51 Single chip microcomputer、HC-SR04 ultrasonic sensor、Buzzer目录一、绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)二、总体设计方案及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)三、硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 主控制模块 (4)3.2 电源设计 (5)3.3 超声波测试模块 (6)3.4 超声波传感器原理 (6)3.5 测距分析 (7)3.6 时钟电路的设计 (8)3.7 复位电路的设计 (9)3.8 声音报警电路的设计 (10)3.9 显示模块 (10)四、软件设计 (10)4.1 主程序工作流程图 (10)五、总结 (12)六、参考文献 (13)附录 (14)附件1：原理图 (14)附件2：实物图 (15)一、绪论1.1课题研究背景及意义随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。
基于AT89C51单片机的超声波测距系统设计
基于AT89C51单片机的超声波测距系统设计
戴曰章;吴志勇
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2005(032)002
【摘要】本文介绍一种基于AT89C51单片机的超声波测距系统,阐述了超声测距系统的构成、工作原理,给出了硬件电路框图和软件编程的设计方法.该系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】戴曰章;吴志勇
【作者单位】潍坊学院信息与控制工程系,山东,潍坊,261061;电子科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于AT89C51单片机的超声波测距系统设计 [J], 王香梅;薛英龙
2.基于AT89C51超声波测距控制系统设计 [J], 李录锋
3.基于STC89C52单片机的超声波测距系统设计 [J], 吴恩仪; 陈凌君
4.基于单片机的超声波测距汽车倒车防撞系统设计 [J], 李杰
5.基于单片机的智能水位监控识别系统设计
——超声波测距研究 [J], 甘新泉
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基于at89s51单片机的超声波测距系统
摘要随着生活质量的提高，工作的需要，科技的发展，人们将越来越多的在生活中和工作中将汽车作为其日常的交通工具。
给汽车安装了倒车雷达系统，将使汽车安全性大大提高，以确保行车安全。
本系统是基于单片机控制的汽车倒车“雷达”系统，主要实现驾驶员在无后视的情况下能通过系统的数字显示，清楚车后障碍物的状况，并通过报警信号避免撞车，在本系统的协助下安全的完成倒车。
本文主要内容如下：1.系统的阐述倒车雷达的可行性和实现方法。
2. 阐述了倒车“雷达”系统的系统组成。
3.详细介绍其硬件电路构成，软件设计和功能实现过程。
4.说明硬件电路和软件电路的调试过程。
关键字：单片机;汽车；超声波；测距AbstractIn the condition of the lif e quality raise, n ecessaries of work, development of science and technology, more and more people will use automobile as their important tool in t h e living life and n eu tralization work .To fix a back car radar system in th e motor vehicle will make car's backward more secure. And will improve th e security of driv e r.This "radar"s ys t em is bas ed on one-chip computer to control a automobile and to h elp a driver to backed a car . B elow the s ituation t hat the main driver can't see the afterwards of car, by means of the sys t ema tic LED digital display, the driv e r can see th e distance between thecar to the obstacl e state. Moreover, it can avoid th e collision of vehicles by the means of the alarm averts. And make back e d a car secure complete by th esys tematic help.The original chiefly act as the be l ow s ubstance:1. The syste matic ela borat es backing car radar feasible quality and th erealization m eans.2. Elaborating what th e systematic system is mark ed up.3.D etai l e dly introducing such hardwar e e l ectric circuit constitutes,software design an d the process that how to r ea lly process.4. Dir ec tions hardwar e e l ec tric circuit and software d e bug proces s.Key words: M CU; Automobi l e; Ultrasonic ; Distanc e- measurement目录ABSTRACT ............................................................................................................................... 错误！未定义书签。
基于89c51单片机的超声波测距
基于单片机的超声波测距仪设计第一章绪论 (1)1.1 选题背景及目的 (1)1.2 超声波介绍及其应用领域 (1)1.3 本设计的主要研究内容 (2)1.3.1 超声波测距的原理 (2)1.3.2 设计的主要内容 (3)第二章超声波测距系统 (4)2.2 单片机AT89C51的特性 (5)2.3 超声波探头介绍 (6)第三章超声波测距硬件电路设计 (8)3.1超声波测距系统电路总体设计方案 (8)3.2 超声波测距系统电路各部分模块的设计 (9)3.2.1 超声波发射接收电路的设计 (9)3.2.2 温度补偿电路的设计 (11)3.2.3 显示模块的设计 (12)第四章系统软件设计 (14)4.1 显示子程序 (15)4.2 外部中断子程序 (16)4.3 测量温度子程序 (17)第五章基于89c51单片机的完整程序第一章绪论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。
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。
对本设计的研究与设计，还能进一步提高自身的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。
超声波传感器模块在测量方面有着广泛、普遍的应用。
利用单片机控制超声波检测模块往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。
超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深和管道长度等场合。
因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。
1.2 超声波介绍及其应用领域当物体振动时会发出声音。
科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。
人类耳朵能听到的声波频率为20～20K赫兹。
当声波的振动频率大于20K赫兹或小于20赫兹时，人们便听不见了。
因此，把频率高于20K赫兹的声波称为“超声波”。
通常用于医学诊断的超声波频率为1～5兆赫。
基于AT89C51单片机的超声波测距仪的设计
基于AT89C51单片机的超声波测距仪的设计【摘要】AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写10000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
这次设计主要是利用AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器完成测距报警系统的制作，将AT89C51作为主控制芯片，利用超声波对物体的感应，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，AT89C51发出指令控制蜂鸣器报警。
【关键词】：AT89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、蜂鸣器ABSTRACTAT89C51 is a low power consumption, high performance CMOS 8-bit microcontroller, tablet containing 4 k Bytes of ISP (In system programmable) can wipe again and again 1000 times of Flash memory read-only applications, device adopts high density of ATMEL company, nonvolatile storage technology, compatible with standard MCS - 51 structure, instruction system and 80 c51 pin chip integrates general 8-bit CPU and ISP Flash memory cell, AT89C51 is widely applied In many embedded control applications.This design is mainly made using AT89C51 SCM, HC-SR04 ultrasonic sensor, buzzer completed ranging alarm system,the AT89C51 as the main control chip,the use of ultrasonic sensing of object,the detected objects in front of the distance,then the MCU processing operations,and the set alarm distance to compare the value of judgment,when the measuring distance is smaller than the set value,AT89C51 sends out a command to control the buzzer alarm.【KEY WORDS】: AT89C51 Single chip microcomputer、HC-SR04 ultrasonic sensor、Buzzer目录一、绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)二、总体设计方案及论证 (3)2.1 总体方案设计 (3)三、硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 主控制模块 (4)3.2 电源设计 (5)3.3 超声波测试模块 (6)3.4 超声波传感器原理 (6)3.5 测距分析 (7)3.6 时钟电路的设计 (8)3.7 复位电路的设计 (9)3.8 声音报警电路的设计 (10)3.9 显示模块 (10)四、软件设计 (10)4.1 主程序工作流程图 (10)五、总结 (12)六、参考文献 (13)附录 (14)附件1：原理图 (14)附件2：实物图 (15)一、绪论1.1课题研究背景及意义随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。
毕业设计_基于AT89S51单片机超声波测距系统的设计 精品
毕业设计(论文)正文题目基于AT89S51单片机超声波测距系统的设计专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导教师职称基于AT89S51单片机超声波测距系统的设计摘要：本文主要研究开发了一种基于单片机微处理器的超声波测距系统。
该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。
在介绍超声传感器原理与特性和超声测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。
介绍了具体的软硬件设计以及相关的实验情况,针对测距系统发射、接收、检测、显示部分的总体设计方案进行了论证，对测距系统的一些主要参数进行了讨论。
关键字:超声波，测距，测量精度THE STUDY AND APPLICATION OFDISTANCE-MEASUREMENT SYSTEM BASED ONULTRASONIC WA VEABSTRACT: This paper primarily investigates a kind of ultrasonic distance measurement device based on microprocessor. This device can measure certain distance with reflected wave on condition that the speed of transmitting wave is fixed. It generally specifies the theoretical foundation of the device, introduces the software and hardware design of the device and correlative experiments. The design of the distance measurement is targeted on high precision and little blind area. Then it proposes the whole structure of the system by introducing the function of ultrasonic distance meter and presenting the theory and characters of ultrasonic sensor. And then the transmission, receiver, detection, display scheme of this distance meter system is brought out. At the same time, a number of main technical parameters are discussed.Key Words: ultrasonic,measuring distance, measurement accuracy目录第一章绪论 (1)1.1.引言 (1)1.2.超声波检测技术的发展 (1)1.3.超声波技术的广泛应用 (2)第二章超声波测距技术综述 (3)2.1.引言 (3)2.2.超声波介绍 (3)2.2.1.超声波的基本性质 (4)2.3.超声波传感器介绍 (4)2.3.1.超声波传感器的原理及结构 (4)2.4.超声检测概述 (7)第三章超声波测距系统的原理与设计 (9)3.1.引言 (9)3.2.超声波测距的原理及实现 (9)3.3.超声波测距系统的总体方案 (10)3.4.超声波测距系统硬件电路设计 (12)3.4.1.超声波发射电路设计 (12)3.4.2.超声波接收电路设计 (19)3.4.3.比较电路 (21)3.4.4.电源电路 (22)3.4.5.显示电路 (23)3.4.6. AT89S52单片机最小系统 (24)3.5.超声波测距系统软件设计 (27)3.5.1.系统软件设计总体框图 (27)3.5.2.软件程序模块化设计 (28)第四章结论及展望 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章绪论1.1.引言高速度，高效率是现代工业的标志，而这是建立在高质量的基础之上的。
毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的简易超声波测距仪的设计模板
摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。
本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、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、预置子程序、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。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，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的位置监控。
关键词AT89C51；超声波；测距AbstractUltrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring,building construction site and some industrial scenes extensively.This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking AT89C51 as the core. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful and the real-time capability is satisfactory and by extension and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision.Key words AT89C51; Ultrasonic Wave; Measure Distance目录1 绪论 (1)1.1 超声波测距仪的设计思路 (1)1.2 方案一：利用分立模块的超声波测距仪 (1)1.3 方案二：基于AT89C51单片机的超声波测距仪 (2)2 理论分析与计算 (4)2.1 测量与控制方法 (4)2.2 理论计算 (4)3 系统的硬件结构设计 (6)3.1 51系列单片机的功能特点及测距原理 (6)3.1.1 51系列单片机的功能特点 (6)3.1.2 单片机实现测距原理 (7)3.2 超声波发射电路 (7)3.3 超声波检测接收电路 (8)3.4 超声波测距系统的硬件电路设计 (9)4 系统软件的设计 (11)4.1 超声波测距仪的算法设计 (11)4.2 主程序流程图 (12)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (13)4.4 系统的软硬件的调试 (14)4.4.1 超声波测距误差分析 (15)4.4.2 提高精度的方案及系统设计 (16)总结 (17)致谢 (18)附录 (19)参考文献 (26)简易超声波测距仪的设计1绪论1.1 超声波测距仪的设计思路超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
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基于单片机的超声波测距仪设计第一章绪论 (1)1.1 选题背景及目的 (1)1.2 超声波介绍及其应用领域 (1)1.3 本设计的主要研究内容 (2)1.3.1 超声波测距的原理 (2)1.3.2 设计的主要内容 (3)第二章超声波测距系统 (4)2.2 单片机AT89C51的特性 (5)2.3 超声波探头介绍 (6)第三章超声波测距硬件电路设计 (8)3.1超声波测距系统电路总体设计方案 (8)3.2 超声波测距系统电路各部分模块的设计 (9)3.2.1 超声波发射接收电路的设计 (9)3.2.2 温度补偿电路的设计 (11)3.2.3 显示模块的设计 (12)第四章系统软件设计 (14)4.1 显示子程序 (15)4.2 外部中断子程序 (16)4.3 测量温度子程序 (17)第五章基于89c51单片机的完整程序第一章绪论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。
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。
对本设计的研究与设计，还能进一步提高自身的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。
超声波传感器模块在测量方面有着广泛、普遍的应用。
利用单片机控制超声波检测模块往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。
超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深和管道长度等场合。
因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。
1.2 超声波介绍及其应用领域当物体振动时会发出声音。
科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。
人类耳朵能听到的声波频率为20～20K赫兹。
当声波的振动频率大于20K赫兹或小于20赫兹时，人们便听不见了。
因此，把频率高于20K赫兹的声波称为“超声波”。
通常用于医学诊断的超声波频率为1～5兆赫。
超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。
可用于测距，测速，清洗，焊接和碎石等。
在医学，军事，工业以及农业上有明显的作用。
理论研究表明，在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。
在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理。
应用领域1．机械行业：防锈油脂的去除；量具刃具的清洗；机械零部件的除油除锈发动机、化油器及汽车零件的清洗，过滤器及滤网的疏通清洗等等。
2．表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭，氧化皮，抛光膏，金属工件表面活化处理等等。
3．医疗行业：医疗器械的清洗，消毒，杀菌，实验器皿的清洗等等。
4． 仪器仪表行业：精密零件的高清洁度清洗，装配前清洗等等。
5． 机电电子行业：印刷线路板除松香，焊斑；高压触点，接线柱等机械电子零件的清洗等等。
6． 光学行业：光学器件的除油、除汗和清灰等。
7． 半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。
8． 科教文化：化学生物等实验器皿的清洗和除垢。
9． 钟表首饰：清除油泥、灰尘、氧化层和抛光膏等。
10．石油化工行业：金属滤网的清洗疏通、化工容器和交换器的清洗等等。
11．纺织印染行业：清洗纺织锭子和喷丝板等。
12．其它：超声清洗：清除污染物，疏通细小孔洞，如：清洁印章，古董修复和汽车电喷头疏通等。
超声搅拌：加快溶解，提高均匀度，加快物理化学反应，防止过腐蚀和加速油水乳化，如：溶剂染料混合和超声磷化等。
超声凝聚：加速沉淀，分离，如：种子浮选和饮料除渣等。
超声杀菌：杀灭细菌及有机污染物，如：污水处理和除气等。
超声粉碎：降低溶质颗粒度，如：细胞粉碎和化学检测等。
超声封孔：排除间隙气体，提高整体密度，如：工件浸漆等。
1.3 本设计的主要研究内容1.3.1 超声波测距的原理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t ，然后求出距离 2ct S (1-1) 式(1-1)中的c 为超声波在空气中传播的速度。
限制该系统的最大可测距离存在四个因素：超声波的幅度、反射物的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收装置的灵敏度。
接收装置对声波脉冲的直接接收能力将决定最小可测距离。
超声波的波速c与温度有关，表1-1列出了几种不同温度下的波速。
表1-1 声速与温度的关系温度(℃) －30 －20 －10 0 10 20 30 100 声速(m/s) 313 319 325 331 338 344 349 386可以推导得出，温度和波速大概有c=331.5+0.607T这样的规律，波速确定后，只要测得超声波往返的时间t，即可求得距离S。
1.3.2 设计的主要内容单片机控制超声波模块发射及检波接收，其系统原理框图如图1-3所示。
图1-3 超声波测距系统框图先驱动DS18B20温度传感器，测出当前温度，然后根据公式换算出当前波速，然后控制口P1.0(Trig引脚)发一个10US以上的高电平，就可以在接收口P3.2（Echo 引脚）等待高电平输出。
一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就进入外部中断0，在中断程序中读取定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。
如此不断的周期测，就可以达到你移动测量的值了相应的计算结果被送至LED 数码管进行显示。
第二章超声波测距系统本设计是基于单片机控制的，在介绍电路设计之前，先简单了解一下单片机的工作原理，即简单介绍STC89C51的一些特性。
2.1 单片机基础知识单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器(Microcontroller)。
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃且颇具生命力的机种。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要与适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机内部结构如图2-1所示。
图2-1 单片机内部结构与单片机相比，微型计算机是一种多片机系统。
它是由中央处理器(CPU)芯片、ROM芯片、RAM芯片和I/O接口芯片等通过印刷电路板上总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)连成一体的完整计算机系统。
其中，中央处理器(CPU)的字长长，功能强大；ROM和RAM的容量很大；I/O接口的功能也大，这是单片机无法比拟的。
因此，单片机在结构上与微型计算机十分相似，是一种集微型计算机主要功能部件于同一块芯片上的微型计算机，并由此而得名。
2.2 单片机AT89C51的特性AT89C系列单片机是Atmel公司生产的一款标准型单片机。
其中数字89是单片机AT89C51的特性，C表示CMOS工艺。
其管脚图如图2-2所示。
图2-2 AT89C51单片机管脚图AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源(VPP)。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
2.3 超声波探头介绍超声波指向性强，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。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求本测距模块使用的是压电式超声波发生器探头，压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波发生器内部结构如图2-3所示，它有两个压电陶瓷晶片和一个金属片共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电陶瓷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，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当金属片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了。
图2-3 压电式超声波发生器第三章超声波测距硬件电路设计3.1超声波测距系统电路总体设计方案由单片机STC89C51编程产生10US以上的高电平，由P1.0口输出，就可以在接收口P3.2（Echo引脚）等待高电平输出。
一旦有高电平出处，即在模块中经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。
发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的检波放大、积分整形及一系列处理，接收口P3.2口即变为低电平，读取单片机中定时器的值。
单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离，并由单片机控制显示出来。
该测距装置是由超声波模块、单片机、和LED显示电路组成。