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基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告

一、设计背景

超声波测距仪是一种常见的测距设备，它利用超声波的特性进行测距。

在实际应用中，超声波测距仪被广泛应用于机器人、智能家居、车辆

安全等领域。本次设计的超声波测距仪基于stm32单片机，旨在实现

简单、高效、精确的测距功能。

二、设计原理

超声波测距仪的测距原理是利用超声波在空气中传播的速度和时间差

来计算距离。具体来说，超声波发射器向目标物体发射超声波，当超

声波遇到目标物体时，会被反射回来，接收器接收到反射回来的超声

波，并计算出超声波发射和接收的时间差，根据时间差和超声波在空

气中传播的速度，就可以计算出目标物体与超声波测距仪之间的距离。

三、硬件设计

本次设计的硬件主要包括超声波发射器、超声波接收器、stm32单片

机、LCD显示屏和按键。其中，超声波发射器和接收器采用HC-SR04

模块，stm32单片机采用STM32F103C8T6，LCD显示屏采用

1602A型号，按键采用矩阵按键。

超声波发射器和接收器的工作电压均为5V，超声波发射器发射的超声

波频率为40kHz，超声波接收器接收到超声波后，会输出一个高电平

信号，输出信号的持续时间与超声波发射和接收的时间差成正比。

stm32单片机通过GPIO口控制超声波发射器的工作，同时通过外部

中断接收超声波接收器的输出信号，并计算出时间差。LCD显示屏用

于显示测距结果，矩阵按键用于控制测距仪的工作模式。

四、软件设计

本次设计的软件主要包括超声波发射和接收控制程序、测距计算程序、

LCD显示程序和按键控制程序。

超声波发射和接收控制程序通过GPIO口控制超声波发射器的工作，

并通过外部中断接收超声波接收器的输出信号。测距计算程序根据超

声波发射和接收的时间差计算出距离，并将结果保存在变量中。LCD

显示程序用于显示测距结果，按键控制程序用于控制测距仪的工作模

式。

五、实验结果

经过实验，本次设计的超声波测距仪能够准确地测量目标物体与测距

仪之间的距离，并将结果显示在LCD屏幕上。同时，按键控制程序实

现了测距仪的多种工作模式，包括单次测距、连续测距和自动测距等。

六、总结

本次设计的基于stm32单片机的超声波测距仪实现了简单、高效、精

确的测距功能，并具有多种工作模式。该测距仪可以广泛应用于机器

人、智能家居、车辆安全等领域。