单片机课程设计-超声波的测距设计.doc

电子工程系单片机课程设计报告 项目登记表 项目名称： 超声波的测距设计 对应课程： 单片机课程设计指导 系别年级： 电子工程系2010级 专业班级： 电子信息工程电信1002班 项目负责人： ： 联系电话： 2013 年 摘要 该设计主要用于测量两辆运输小车之间的实时距离，以防其相撞。该系统应能实时测量两个物体之间的距离，并通过显示来提醒操作者。在适当距离内通过声光系统报警并给出信号以进行适当操作。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。 本设计采用以AT89S51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。 目录 一、功能要求..........................................................................................................4 二、方案论证..........................................................................................................4 三、系统硬件电路设计..........................................................................................5 1. 单片机系统及显示电路..............................................................................5 2.超声波发射电路............................................................................................6 3.超声波检测接收电路....................................................................................7 四、 系统程序的设计3.超声波发生子程序和超声波接收中断程序 九、参考文献..........................................................................................................25 一、功能要求 超声波测距器可应用于汽车倒车。建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度、物体厚度等的测量。其测量范围为0.10~4.00m，测量精度为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。 二、方案论证 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。利用超声波检测距离设计比较方便，计算处理也比较简单，并且在测量精度方面也能达到使用的要求。 超声波发生器可以分为两大类：一类是使用电气方式产生超声波；另一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括电压型、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面因素，本例决定采用AT89C52单片机作为主控器，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。超声波测距器系统设计框图如下： 三、系统硬件电路设计 硬件电路主要分为以下三个部分： 1. 单片机系统及显示电路 单片机采用89C51或其兼容系列。系统采用12MHZ高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，并减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱