基于51单片机的HC-SR04超声波测距系统制作.pdf

基于51单片机带温度补偿的HC-SR04超声波测距系统

利用从网上购买的HC-SR04超声波模块制作了一个测距装置，HC-SR04自身不带温度补偿功能，所

以加上一个使用DS18B20做的温度测量模块。整个系统包括：51单片机最小系统，超声波测距模块、温

度测量模块、液晶显示模块。使用了如下主要元器件：

元件说明数量

STC90C516RC51单片机1

HC-SR04超声波测距模块1

DS18B20温度测量模块1

lcd1602液晶显示模块1

系统电路图

51单片机最小系统

单片机型号：STC90C516，晶振：12Mhz。自己动手焊接的最小系统板。

LCD1602A液晶显示模块：

HC-SR04超声波测距模块

HC-SR04超声波测距模块可提供2cm至400cm的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。

实物正反两面图

HC-SR04电气参数：

HC-SR04工作原理及说明：

1、给Trig触发控制信号IO端口至少10us的高电平信号；

2、模块自动发送8个40khz的方波，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，高电平持续的时间就是超声波从发射到

返回的时间；

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的影响；

超声波时序图

单片机控制HC-SR04超声波测距说明：

原理图中，单片机的P1.7口接HC-SR04的Trig端口，P1.6口接HC-SR04的Echo端口，超声

波在传播时碰到障碍物即返回，HC-SR04模块收到回波信号后Echo口输出一个高电平，单片机检测到高

电平后即启动计数器开始计数，直到单片机检测到Echo口变成低电平后结束计数，计数器的计数值乘以

单片机计数周期就是超声波从发射到接收的往返时间，即距离S=v*t/2；

由于在室温下，声速受温度的影响，其变化关系为：V=334.1+T*0.61(T为当前温度)，利用DS18B20

温度传感器可以得到环境温度，补偿温度对声速的影响。当温度高于26度或低于14度时，上述公式不

能完全满足对测量的修正了，所以高于26度时取26度，低于14度时取14度。

距离计算公式为：S=(334.1+T*0.61)*N*T0/2

T：当前环境温度值

N：计数值

T：单片机计数周期=晶振频率/12(微秒)

0

HC-SR04测量存在不稳定性，所在对同一距离进行多次测量，并对测量结果排序，去除最大和最小

值，将余下的求平均值。

程序流程图：

程序代码：

/*

*程序：基于HC-SR04的超声波测距系统

*单片机型号：STC90C51612MHz

*说明：按下K1键后，指示灯点亮，开始连续进行7次超声波测距，每次测距间隔80ms，

*完成后对7次结果排序并将最大的2个数值和最小的2个数值去除，对剩余的

*3个数值取平均值。完成后指示灯灭，输出结果到LCD1602