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1、摘要摘 要由于超声波指向性强，能量消耗慢，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。本作品利用 51 单片机实现了利用超声波测量距离的目的。本系统主要由单片机模块、显示模块、超声波发送模块、超声波接受模块等四部分组成，单片机模块采用的是 STC89C52，超声波产生电路由单片机直接产生，通过功率放大电路加到超声波换能器的发送端，超声波接受电路采用红外芯片CX20106A 接受回波。通过三位数码管能清晰稳定的显示所测得距离。经过反复测试 本系统在 2M 的测量距离内所产生的误差小于 1CM，所测得范围为 18CM450CM 左右，能较好的完成测量任务。本作品成本低，可抗性高，测得的距
2、离能够清晰稳定的显示在数码管上，且小巧轻便，有良好的应用前景。关键词：单片机 STC89C52 超声波测距ABSTRACTABSTRACTBecause of the strong point of ultrasonic energy consumption, slow, medium of communicationinthedistance,whichareoftenusedforultrasonicdistancemeasurement. This work using 51 single-chip realization of the use ofultrasonicdistance
3、measurement purpose. This system is mainly composed of single-chip module, display module, an ultrasonic transmitting module, ultrasonicreceivingmoduleis composed of four parts, a single chip module is usedinSTC89C52,anultrasonic wave generating circuit is composed of asinglechipcomputerisproduceddi
4、rectly, throughthe poweramplificationcircuitisaddedtothesendendofultrasonictransducer, ultrasonic receive circuit using infrared chip CX20106A acceptecho.Bythree digital tube can clearly display the measured distance stability. Afterrepeated testing the system on 2M measurement distance within the r
5、esultingerrorisless than1CM, the measured range for18CMabout450CM,andbetterabletocomplete the task of measuring. This work can be low cost, highresistance,themeasured distance can be stable in the digital tube display, and portability, and hasagood application prospect.Keywords: SingleChipMicrocompu
6、ter STC89C52 UltrasonicRanging目录目 录第一章 绪 论 -11.1 超声波测距的背景 -11.2 超声波测距的目的和意义 -11.3 超声波简介 -21.4 超声波测距功能描述 -31.5 超声波测距原理 -3第二章 总体方案设计 -52.1 方案 设计 -52.1.1 结构要求 -52.1.2 功能要求 -52.2 STC89C52 芯片的引脚结构 -6第三章 硬件设计 -93.1 硬件 电路 -93.1.1 单片机系统 及显示电路 -93.1.2 超声波发 射电路 -103.1.3 超声波检 测接收电路 -错误！未定义书签。3.2 复位电路 -错误！未定义书签
7、。3.3 显示电路 -错误！未定义书签。3.4 驱动电路 -错误！未定义书签。3.5 74LS04 反相器 -错误！未定义书签。3.6 总体硬 件电路设计 -错误！未定义书签。第四章 软件设计 -17目录4.1 延时程序 -错误！未定义书签。4.2 中断系统 -错误！未定义书签。4.2.1 中断的概述 -错误！未定义书签。4.2.2 中断响应的一般过程 -错误！未定义书签。4.2.3 STC89C52 中有五个中断源 -错误！未定义书签。4.2.4 MCS51 中断系统 -错误！未定义书签。4.2.5 中断系统的应用 -错误！未定义书签。4.3 程序流程图 -错误！未定义书签。第五章 系统调试
8、 -195.1 硬件电路设计 -195.2 硬件调试 -195.2.1 基本电路板检查: -195.2.2 主控模块调试: -195.3 软件调试 -20第六章 总结与体会 -21参考文献 -23附录 A 超声波原理图： -25附录 B 源程序： -27第一章 绪论 1第一章 绪 论1.1 超声波测距的背景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
9、展，以满足日益发展的社会需求。尤其是机器人的快速发展，对超声波测距的要求更加迫切。1.2 超声波测距的目的和意义我们知道，由于超声波指向性强，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。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等，它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前在近距离测量方面较为常用的是压电式超声波换能器。根据设计要求并综合各方
10、面因素，决定采用 STC89C52 单片机作为主控制器，用动态扫描法实现 LED 数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成。 超声波测距的普及，其主要目的在于某些非正常工作的环境，如在生活中的污水排水管道，在科研中地下勘探，在军事中海底潜艇声纳测距，降低潜艇声纳噪音等。超声波测距还可于自动化结合，在自动控制中用于更高精准的控制算法，与伺服电机共同工作，从而达到更高的控制精度。因此，超声波测距正在被广泛的研究和使用。设计和研究超声波测距具有深远的意义。不仅是人们生活所需，更是国防战略必须掌握的高科技技术。超声波测距系统设计21.3 超声波简介由于超声波所具有的能量很大，就有可能使物质分子产生显著的声压作用、例如当水中通过一般强度的超声波时超声波流量计的基本原理及类型超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种 非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量
