基于51单片机的超声波测距倒车雷达实例-专业综述.pdf

摘要

本设计采用以AT89S58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、接受子程序、显示子程序、语音播报子程序等模块组成。发射模块

发射超声波，接受模块接受回波，单片机计算距离，显示测量结果。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。相关部分附有硬件电路图、程序流

程图。

超声波测距今年来得到了广泛的应用。本设计的优点在于超声波明显特征是方向

性好，穿透性强。尤其是在光不透明的固体中，它碰到杂质或分界面就有显著地反射。

用超声波测距离时通过测量发射的超声波与接受到被测物体反射的回波之间的时间

差来确定的。

关键词：AT89S51，超声波，测距

I

目录

第一章绪论1

1.1课题设计目的及意义1

1.1.1设计的目的1

1.1.2设计的意义1

1.2超声波测距仪的现状和发展1

1.2.1发展历史1

1.2.2研究现状3

1.3本课题研究的主要内容3

第二章系统方案论证4

2.1超声波测距仪的设计思路4

2.1.1超声波测距原理4

2.1.2超声波测距仪原理框图4

2.1.3课题设计的要求4

2.2超声波测距方法的选择4

2.3超声波发生器选择6

2.4超声波接受传感器6

2.5显示单元选择6

2.6语音播报电路选择7

2.7温度传感器的选择7

第三章系统的硬件结构设计9

3.1AT89S51单片机的功能及特点9

3.1.1主要性能参数9

3.1.2功能特性概述9

3.2单片机最小系统10

3.3单片机测距原理11

3.4超声波发射电路12

3.5超声波检测接收电路13

3.6温度补偿电路14

3.7显示单元电路15

3.7.112864液晶资料16

3.7.212864液晶基本特性16

3.8语音播报电路17

3.9无线发射与接收电路18

3.9.1APC240无线通信模块主要特点18

3.9.2APC240无线通信模块主要技术指标19

第四章系统的软件设计20

4.1超声波测距仪的算法设计20

4.2主程序流程图20

4.3超声波发生子程序和超声波接收中断程序22

4.4系统的软硬件的调试24

总结25

III

致谢27

参考文献28

附录一超声波测距电路原理图30

附录二程序清单31

IV

第一章绪论

1.1课题设计目的及意义

1.1.1设计的目的

随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前的急

速水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发

展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常

重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向

发展，满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本：研制具有更高定位精度的

被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需求；继续发展采用低频线谱检测

的潜艇拖拽线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合与前还工作的潜

艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；搭理降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的

工作环境。