单片机的超声波测距仪设计
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
一、引言 1
二、设计方案和工作原理 2
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三、元器件介绍 3
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四、硬件系统设计 7
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五、软件程序设计 12
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六、系统调试 16
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结论与展望 20
参考文献 21
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一、引言
1. 课题设计的目的和意义
随着生活质量的提高，交通工具的改善已经大势所趋，现在每个家庭至少拥有一部车，所以近几年的道路拥挤现象也是日渐的严重。由此引发的比如追尾之类的交通事故也是不断的增多。如何才能给大家带来的方便的同时又增加它的安全系数成为了，大家必须要考虑的问题。
这些年来利用超声波测距的电子产品不断增加，这是因为超声波具有很高的指向性，在传输过程中能量损失少，并且可以让传播的距离比较远。利用超声波这种特点，将其安装在汽车的车身周边，实时的检测周围物体离车身的距离，当检测到物体离车子比较近时，可以通过声音报警的方式让车主注意到，这样就能减少并且有效的避免汽子与周围物体的碰撞，而且用最短的报警距离可以通过键盘设置，来适应不同的交通情况。
2. 国内应用的现状
最近这些年，利用超声波很多的优点而开发出的测距电子产品日益增多，超声波主要具有以下很多特点：
（1）超声波在传输过程中的指向性好，而且在传输途中损失的能量比较少，遇到物体后能够及时反射。
（2）超声波的每秒的传输速度是340m，远远小于光的传输速度，所以和利用光传播来测距相比，能够对较短的距离进行检测。
（3）制作超声波传感器的工艺简单，能够很好的进行集成，导致其体积小，功能强，所以方便应用于相关的电子产品。
虽然近年利用超声波的优点研制的电子产品越来越多，但是就目前的研发水平，人们利用的还比较少，所以，利用超声波的特性研发相关的产品是一项前景广阔的项目。
3. 本课题的研究内容和目标
本设计是，基于单片机的超声波测距报警的系统，这个系统想要实现的目的就是要利用超声波对短距离进行测量对汽车旁边的物体与汽车之间的距离进行测量，并且通过LED数码管显示距离。本设计采用的是AT89S52单片机为主控芯片，超声波传感器准确的检测前方的物体与探头两个之间的距离，当距离小于报警距离的时候，蜂鸣器会发出，“滴滴”的声音报警。
二、设计方案和工作原理
这几年单片机在智能仪表上出现很多优势，就比如：功耗略低、精准度高、携带非常方便、很高的集成化和稳定性高等特性。本论文的报警系统采用了AT89S52单片机芯片，结合了外围的电路，像：键盘的电路，数码管显示的电路，超声波传感器的电路，报警电路
（一）设计方案
在系统运行过程中，单片机会每隔一段时间内激活一次超声波传感器，让其发出一串的超声波，单片机用内部的计时器计时，之后传感器能够接收到返回波。而单片机利用了超声波传输的速度，计时器计算的超声波发射和返回的时间，就可以计算出障碍物与超声波探头两者之间的实际距离。然后距离测量出来之后，单片机又将数据传送到数码管来进行显示。可以通过按键来设置最短的报警距离,当检测到的距离值小于报警距离的时候,立刻启动声音报警。硬件设计包括了，单片机的最小系统，超声波的传感器电路和报警电路，键盘电路和数码管的显示电路。这个汽车倒车测距报警器有反应速度非常灵敏，携带非常的方便，功耗特别低，工作特别稳定的优点。
（二）工作原理
本设计采用AT89S52芯片，当距离计算，用四位一体的数码管来显示。在行驶过程中，单片机会每隔时间来，激活超声波传感器，让发射探头T来发出一系列的超声波，这个时候的单片机会利用内部的计时器计时，接收探头R接收到返回波。单片机正是利用了超声波传输速度和计时器计算的超声波发射，和返回的时间就可以计算出障碍物和超声波探头两者之间的实际距离，测距的原理如图2.1。
图2.1 测距的原理
我们需要测量传输的时间，之后用超声波传输的速度，计算出物体和探头的距离。距离计算公式为：
其中：d是物体与超声波探头两者之间的距离
S是超声波来回的路程
C是超声波传输的速度
T是声波来回需要的时间
利用超声波的特点来进行距离的测量，就需要不断的发射与接收超声波。本次设计采用的是超声波的发射与接收为整体的超声波传感器。检测到单片机发出的激活电平后发出一串超声波，当超声波传感器收到回波之后单片机就停止计时，超声波传输速度为340m/s，然后把超声波来回的时间与以相成，得出2倍的物体和超声波探头两者之间的距离，这个值再除以2，就是我们想要得到的距离。
三、元器件介绍
（一）AT89S52单片机
AT89S52单片机是基于51芯片的一种，特点为耗电很低、性能非常高，一开始是由美国的ATMEL公司生产出来的。芯片的容量为8k bytes的可编程存储器,在生产的过程中运用了高密度、不易丢失的技术，它兼容所有51的指令系统，并且和51单片机的引脚是一样的。随着最近几年单片机技术的发展，使得它的生产成本也在降低，因为它的高性能和低成本，使得很多编程者和企业喜欢它，从而得到了比较广泛的应用。
AT89S52单片机的处理位数是8 位，属于微处理器范畴，内置了51内核，其实现功能与引脚的定义与分布和C51单片机相近。它的各引脚定义详见图3.1。
主要特征介绍：
摘 要 III
ABSTRACT IV
一、引言 1
二、设计方案和工作原理 2
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三、元器件介绍 3
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四、硬件系统设计 7
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五、软件程序设计 12
￡¨ò?￡??÷3ìDòá÷3ìí? 12
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六、系统调试 16
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结论与展望 20
参考文献 21
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一、引言
1. 课题设计的目的和意义
随着生活质量的提高，交通工具的改善已经大势所趋，现在每个家庭至少拥有一部车，所以近几年的道路拥挤现象也是日渐的严重。由此引发的比如追尾之类的交通事故也是不断的增多。如何才能给大家带来的方便的同时又增加它的安全系数成为了，大家必须要考虑的问题。
这些年来利用超声波测距的电子产品不断增加，这是因为超声波具有很高的指向性，在传输过程中能量损失少，并且可以让传播的距离比较远。利用超声波这种特点，将其安装在汽车的车身周边，实时的检测周围物体离车身的距离，当检测到物体离车子比较近时，可以通过声音报警的方式让车主注意到，这样就能减少并且有效的避免汽子与周围物体的碰撞，而且用最短的报警距离可以通过键盘设置，来适应不同的交通情况。
2. 国内应用的现状
最近这些年，利用超声波很多的优点而开发出的测距电子产品日益增多，超声波主要具有以下很多特点：
（1）超声波在传输过程中的指向性好，而且在传输途中损失的能量比较少，遇到物体后能够及时反射。
（2）超声波的每秒的传输速度是340m，远远小于光的传输速度，所以和利用光传播来测距相比，能够对较短的距离进行检测。
（3）制作超声波传感器的工艺简单，能够很好的进行集成，导致其体积小，功能强，所以方便应用于相关的电子产品。
虽然近年利用超声波的优点研制的电子产品越来越多，但是就目前的研发水平，人们利用的还比较少，所以，利用超声波的特性研发相关的产品是一项前景广阔的项目。
3. 本课题的研究内容和目标
本设计是，基于单片机的超声波测距报警的系统，这个系统想要实现的目的就是要利用超声波对短距离进行测量对汽车旁边的物体与汽车之间的距离进行测量，并且通过LED数码管显示距离。本设计采用的是AT89S52单片机为主控芯片，超声波传感器准确的检测前方的物体与探头两个之间的距离，当距离小于报警距离的时候，蜂鸣器会发出，“滴滴”的声音报警。
二、设计方案和工作原理
这几年单片机在智能仪表上出现很多优势，就比如：功耗略低、精准度高、携带非常方便、很高的集成化和稳定性高等特性。本论文的报警系统采用了AT89S52单片机芯片，结合了外围的电路，像：键盘的电路，数码管显示的电路，超声波传感器的电路，报警电路
（一）设计方案
在系统运行过程中，单片机会每隔一段时间内激活一次超声波传感器，让其发出一串的超声波，单片机用内部的计时器计时，之后传感器能够接收到返回波。而单片机利用了超声波传输的速度，计时器计算的超声波发射和返回的时间，就可以计算出障碍物与超声波探头两者之间的实际距离。然后距离测量出来之后，单片机又将数据传送到数码管来进行显示。可以通过按键来设置最短的报警距离,当检测到的距离值小于报警距离的时候,立刻启动声音报警。硬件设计包括了，单片机的最小系统，超声波的传感器电路和报警电路，键盘电路和数码管的显示电路。这个汽车倒车测距报警器有反应速度非常灵敏，携带非常的方便，功耗特别低，工作特别稳定的优点。
（二）工作原理
本设计采用AT89S52芯片，当距离计算，用四位一体的数码管来显示。在行驶过程中，单片机会每隔时间来，激活超声波传感器，让发射探头T来发出一系列的超声波，这个时候的单片机会利用内部的计时器计时，接收探头R接收到返回波。单片机正是利用了超声波传输速度和计时器计算的超声波发射，和返回的时间就可以计算出障碍物和超声波探头两者之间的实际距离，测距的原理如图2.1。
图2.1 测距的原理
我们需要测量传输的时间，之后用超声波传输的速度，计算出物体和探头的距离。距离计算公式为：
其中：d是物体与超声波探头两者之间的距离
S是超声波来回的路程
C是超声波传输的速度
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利用超声波的特点来进行距离的测量，就需要不断的发射与接收超声波。本次设计采用的是超声波的发射与接收为整体的超声波传感器。检测到单片机发出的激活电平后发出一串超声波，当超声波传感器收到回波之后单片机就停止计时，超声波传输速度为340m/s，然后把超声波来回的时间与以相成，得出2倍的物体和超声波探头两者之间的距离，这个值再除以2，就是我们想要得到的距离。
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AT89S52单片机是基于51芯片的一种，特点为耗电很低、性能非常高，一开始是由美国的ATMEL公司生产出来的。芯片的容量为8k bytes的可编程存储器,在生产的过程中运用了高密度、不易丢失的技术，它兼容所有51的指令系统，并且和51单片机的引脚是一样的。随着最近几年单片机技术的发展，使得它的生产成本也在降低，因为它的高性能和低成本，使得很多编程者和企业喜欢它，从而得到了比较广泛的应用。
AT89S52单片机的处理位数是8 位，属于微处理器范畴
主要特征介绍：
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