基于单片机的超声波智能测距系统设计

论文总字数：12503字

摘 要

随着科学技术的发展和生活水平的提高，传统的测距方法根本无法完成测量的任务，因此很有必要对非接触式测距的方法进行研究。本设计是以AT89C51单片机为核心，设计了超声波发射电路、超声波接收电路、数据处理电路、A/D转换电路、LCD1602显示电路以及电源电路等模块。单片机发出信号后经放大器放大并通过超声波发射器输出，碰到被测物体后折回，随之超声波接收器接收到该信号后再经放大器放大，并启动中断程序，测得时间，根据时间即可得出相应的距离，再通过程序运行后将其传入到显示屏中显示。实验结果表明该系统能够精确的对距离信息进行测量和显示，验证了本设计的可行性和可靠性。

关键词：单片机，超声波，测距

Abstract：With the development of science and technology and the improvement of the living standard, the traditional distance measuring method can’t complete the task of measurement at all. Therefore, it is necessary to study the method of non-contact distance measurement. This design is based on AT89C51 MCU, and designs the modules of ultrasonic transmitting circuit, ultrasonic receiving circuit, data processing circuit, A/D conversion circuit, LCD1602 display circuit and power circuit and so on. After the single chip sends out the signal, it is magnified by the amplifier and output through the ultrasonic transmitter, and then it is folded back after the object is measured. Then the ultrasonic receiver receives this signal and then amplifies it through the amplifier, and starts the interrupt program. The time can be measured and the corresponding distance can be obtained according to the time, and then passed through the program operation. Display in the display screen. The experimental results show that the system can accurately measure and display the distance information, and verify the feasibility and reliability of the design.

Keywords：Single chip microcomputer, ultrasonic, ranging

目 录

1 绪论 4

1.1 选题背景及意义 4

1.2 超声波 4

1.3 设计安排 4

1.4 工作原理 5

2 开发环境及仿真软件介绍 5

2.1 开发环境Keil C51 5

2.2 仿真软件Proteus 6

3 硬件设计 6

3.1 硬件的总体概述 7

3.2 总电路图设计 7

3.3 单片机的选型 8

3.4 单片机最小系统 9

3.5 超声波发射电路 9

3.6 超声波接收电路 10

3.7 LCD1602显示电路 10

3.8 电源电路 11

4 软件设计 11

4.1 主程序设计 11

4.2 超声波发射子程序设计 12

4.4 LCD1602显示子程序设计 14

5 系统调试 15

5.1 系统的硬件调试 15

5.2 系统的软件调试 16

5.3 仿真调试结果 16

6 实物测量 18

6.1 数据记录 19

6.2 误差分析 21

结 论 22

参 考 文 献 23

致 谢 24

附录 25

1 绪论

1.1 选题背景及意义

随着科学技术的发展，传统的测距方法根本无法完成测量的任务来满足人们的需求。所以我们就需要用更先进的技术来解决所遇到的测量问题，比如非接触式测距方式中的超声波测距就是一个很好的例子。现如今，超声波技术已广泛应用于各行各业。在实际生产生活中，人们利用超声波在工业现场或生活中进行操控，其有效的运用在降低生产成本、提升产品质量中也起到了很大的作用。在科学研究中，人们利用超声波来获取多种多样的数据和动态信息，这为科学事业的发展作出了不可替代的贡献。由此可见，超声波技术会随着信息技术的发展而得到更加广泛的应用。

所以本设计以超声波技术及其相关原理，详细设计了一个基于单片机的超声波智能测距系统，是具有实际意义的。

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