基于单片机的超声波测距.pdf

信息学院

电子设计竞赛辅导

作业设计报告

电子信息科学与技术

专业：

092班

班级：

超声波测距

设计题目：

学生姓名：

指导教师：叶林鹏

完成日期：

2012年月日

目录

一、设计任务和性能指标

1.1设计任务

1.2性能指标

二、设计方案

三、系统硬件设计

3.1单片机最小系统

3.2超声波发射电路

3.3超声波检测接收电路

3.4.报警电路错误！未定义书签。

3.5显示电路

四.系统软件设计

4.1主程序设计

五.调试及性能分析

5.1调试步骤

5.2性能分析

六.心得体会

参考文献

附录1系统硬件电路图错误！未定义书签。

附录2程序清单

一、设计任务和性能指标

1.1设计任务

利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个含有

温度补偿的超声波测距仪器，用LED把环境温度和测距仪距被测物的距离显示出

来。

要求用Protel画出系统的电路原理图（要求以最少组件，实现系统设计所

要求的功能），印刷电路板（要求布局合理，线路清晰），绘出程序流程图，并给

出程序清单（要求思路清晰，尽量简洁，主程序和子程序分开，使程序有较强的

可读性）。

1.2性能指标

1.距离显示：用三位LED数码管进行显示（单位是CM）。

2.环境温度：用三位数码管进行显示温度（绝对温度）。

3.测距范围：5CM到300CM之间。

4.键位：复位键、便携电源开关、USB供电开关，温度显示距离显示。

5.烧显器的连接，电路的仿真玉检测。

2

二、设计方案

按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、电源模

块、显示模块、键扫描模块、超声波发射模块，超声波接收模块，温度补偿模块

共七个模块组成。

主控芯片使用51系列STC89C52单片机，该单片机工作性能稳定，同时也是

在单片机课程设计中经常使用到的控制芯片。本设计在接受模块采用了由索尼公

司生产的CX2016A红外接收芯片来实现超声波的接收。CX2016A是一款红外线检

波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波

频率38KHz与测距超声波频率40KHz较为接近，可以利用它作为超声波检测电路。

实验证明其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。同时通过改变部分参数来改

变接受电路的灵敏度和抗干扰能力，所以我们采用该芯片作为接收模块主要组成

部分。

发射电路主要采用差分放大电路来实现的，由反相器74LS04和超声波发射

换能器T构成，输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器

的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推

挽形式将方波信号加到超声波换能器的两端。之所以采用该方案是因为通过差分

放大电路可以提高超声波的发射强度，进而增加了发送距离，最终扩大了设备的

测量范围。系统设计框图如图2-1

（单

超声波接收AT89C52RC片显示模块

模块机

控