基于AT89S52单片机技术的超声波测距仪
基于AT89S52单片机技术的超声波测距仪[20200128193146]
摘要
这种设计以AT89S52单片机为核心，该设计包括超声波的发射装置，还含有超声波的接收与显示电路的超声波测距仪。在本文所讨论的基本原理的超声波测距仪中，通过超声波从发射器传输到接收器的传输时间得到的测量和计算方法的试验，具体的电路实现。其中包含的主要程序和电路，以及它的PCB板。介绍了系统的超声波测距仪组成原理和应用程序。
摘要----------------------------------------------------------1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:AT89S52测距仪,超声波传感器;CX20106?
一，引言----------------------------------------------------------2
（一）设计任务---------------------------------------------------2
（二）设计思路---------------------------------------------------2
（三）设计重难点-------------------------------------------------2
二、超声波系统测距的设计------------------------------------------3
（一）系统的基本设计原理-----------------------------------------3
（二）超声波测距器的算法设计-------------------------------------3
（三）系统的总体结构设计-----------------------------------------4
三、硬件设计------------------------------------------------------5
（一）发射模块设计-----------------------------------------------6
（二）接收模块设计-----------------------------------------------7
（三）温度及报警模块设计-----------------------------------------8
（四）显示模块设计-----------------------------------------------9
四、软件设计------------------------------------------------------9
（一）系统主程序设计--------------------------------------------10
（二）超声波发生子程序和超声波接收中断程序----------------------11
五、系统仿真及调试-----------------------------------------------13
六、课题总结-----------------------------------------------------13
致谢-------------------------------------------------------------14
参考文献---------------------------------------------------------14
附录-------------------------------------------------------------15
一、引言
随着时代的发展，科学和技术的应用，超声波测距仪得到越来越广泛的应用。然而，对于目前的科技水平来说，人们能够采用的比较有限，所以一个超声波测距仪具有很大的发展前景。二十一世纪以前，作为一种新兴的测距工具，超声波测距仪以不同的方式，将有巨大的发展空间是非常重要的，它能够移动，定位精度高，因此，以满足日益增长的社会需求。
?目前，国内一般是用的ASIC设计制造超声波测距仪，但ASIC的缺点是成本相对较高，而且也不能显示，操作也很不方便使用，同时延长了测量的时间，也不灵活，因而限制了它的应用。和设计研究的测距仪相比，后者性能优良，成本低，市场前景极为广阔。
（一）设计任务
该设计是通过测量声波往返的时间，在了解超声波的基础上来设计超声波测距仪。该设计采用以单片机为基础，包括发射、接收、LED显示电路，我们所测的测量准确性应该保持在百分之五以内。同时测量结果要明确的稳定的显示出来，同时应当测量被测物体之间没有直接接触。
（二）设计思路
该设计是采用的一种AT89S52的单片机作为其核心，我们需要的是精度比较高，成本比较低的设计，而且该设计的超声波测距仪是小型化数字显示的测距仪。
我们划分一个距离作为超声波测距仪的限定距离，测量从超声波的发射到接收之间的时间间隔，使用s=ct/2计算出的距离，然后显示在LED显示器上。超声波测距被影响精度，因为阻碍物体表面的粗糙程度，发出的超声波信号遇到阻碍反射与入射时与阻碍物体之间的角度和换能装置接收器的灵敏性，发出的声脉冲直接被接收换能装置接收，以确定最小距离可以被测量的是多少。
根据以上的因素，按照我们设计超声波测距仪的具体要求，已单片机作为主控制装置，同时用LED显示屏显示，之后连接到发生与接收链路。
（三）设计重难点
因为我们是要设计一个超声波测距仪，采用的是40kHz的频率，同时我们要确保精确度保持在百分之五以内，由于这个关系到设计成本，所以有很多局限性。
设计挑战：
1，发射器和接收器的设计
2，LED显示屏显示电路的设计;
3，设计软件模块的设计。
二、 超声波测距系统的设计
（一）超声波测距系统的基本设计原理：
已发出超声波的发生装置与接收超声波的接收装置，按键显示电路和温度传感装置电路组成，如图1中所示的系统的设计原理图。超声波检测距离通过发射信号，但要求不断的发生和接受，在用秒表计算来回的时间差，然后使用以下公式S = CT/2得到的，其中C表示的是超声波的声速。由于声音在不同的温度下传播的速度不同，声音在室温下传播的速度约为340m/s。声波中包括超声波，而声波在空气中的传播速度与室温有关，在使用中，如果温度是没有变化的，那么可视声波的速度为恒定的速度。由于这个设计测距精度较高，所以通过计量检测到的温度，对空气中不同温度下超声波的传播速度进行校正，当我们用一起测量超声波在空气中的速度时我们应当用计时器计量好超声波发射到接收的时间，距离可以通过以下方式获得。这些就是超声波测距系统的基本原理。
图1 系统设计框图
（二） 超声波测距器的算法设计
图1显示出的基本原理是术语超声波测距仪的，超声波发生器在它的超声波信号发出时的时间T，超声波信号停止后，对从被测物体发射回来所接收到的超声波进行接收，这时候我们可以通过就收装置接收。所以，我们要计算超声波信号从头到尾，我们可以通过计算超声波从发射到接收的时间。我们就可以计算出超声波发生装置和所要测量的乐从发生装置到物体之间的间距。
我们采用如下的公式对距离计算：
D=s/2=(c×T)/2
在这里面：
D为测距装置到我们所要测量的物体之间的距离；
s为我们发出的超声波从发出到接收的距离；
c是在空气中室温下超声波的传播速度；
T为超声波往返总共所用的时间。室温下在空气中超声波的传播速度为v，这时候的速度与空气的温度有关，下表1列除了在不同的室温下超声波的传播速度。在使用时，如果空气中的温度没有太大的变化，那么就可以认定在空气中超声波的传播速度时基本不会改变的，假如要提高我们测量距离时的精度，我们应该通过对补偿温度的方法对速度加以改正。现在我们确定了空气中的传播速度，所以只要计算传播往返的时间。然后通过一定的公式，那么我们可以计算出我们所需要计算的距离。
摘要
这种设计以AT89S52单片机为核心，该设计包括超声波的发射装置，还含有超声波的接收与显示电路的超声波测距仪。在本文所讨论的基本原理的超声波测距仪中，通过超声波从发射器传输到接收器的传输时间得到的测量和计算方法的试验，具体的电路实现。其中包含的主要程序和电路，以及它的PCB板。介绍了系统的超声波测距仪组成原理和应用程序。
摘要----------------------------------------------------------1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:AT89S52测距仪,超声波传感器;CX20106?
一，引言----------------------------------------------------------2
（一）设计任务---------------------------------------------------2
（二）设计思路---------------------------------------------------2
（三）设计重难点-------------------------------------------------2
二、超声波系统测距的设计------------------------------------------3
（一）系统的基本设计原理-----------------------------------------3
（二）超声波测距器的算法设计-------------------------------------3
（三）系统的总体结构设计-----------------------------------------4
三、硬件设计------------------------------------------------------5
（一）发射模块设计-----------------------------------------------6
（二）接收模块设计-----------------------------------------------7
（三）温度及报警模块设计-----------------------------------------8
（四）显示模块设计-----------------------------------------------9
四、软件设计------------------------------------------------------9
（一）系统主程序设计--------------------------------------------10
（二）超声波发生子程序和超声波接收中断程序----------------------11
五、系统仿真及调试-----------------------------------------------13
六、课题总结-----------------------------------------------------13
致谢-------------------------------------------------------------14
参考文献---------------------------------------------------------14
附录-------------------------------------------------------------15
一、引言
随着时代的发展，科学和技术的应用，超声波测距仪得到越来越广泛的应用。然而，对于目前的科技水平来说，人们能够采用的比较有限，所以一个超声波测距仪具有很大的发展前景。二十一世纪以前，作为一种新兴的测距工具，超声波测距仪以不同的方式，将有巨大的发展空间是非常重要的，它能够移动，定位精度高，因此，以满足日益增长的社会需求。
?目前，国内一般是用的ASIC设计制造超声波测距仪，但ASIC的缺点是成本相对较高，而且也不能显示，操作也很不方便使用，同时延长了测量的时间，也不灵活，因而限制了它的应用。和设计研究的测距仪相比，后者性能优良，成本低，市场前景极为广阔。
（一）设计任务
该设计是通过测量声波往返的时间，在了解超声波的基础上来设计超声波测距仪。该设计采用以单片机为基础，包括发射、接收、LED显示电路，我们所测的测量准确性应该保持在百分之五以内。同时测量结果要明确的稳定的显示出来，同时应当测量被测物体之间没有直接接触。
（二）设计思路
该设计是采用的一种AT89S52的单片机作为其核心，我们需要的是精度比较高，成本比较低的设计，而且该设计的超声波测距仪是小型化数字显示的测距仪。
我们划分一个距离作为超声波测距仪的限定距离，测量从超声波的发射到接收之间的时间间隔，使用s=ct/2计算出的距离，然后显示在LED显示器上。超声波测距被影响精度，因为阻碍物体表面的粗糙程度，发出的超声波信号遇到阻碍反射与入射时与阻碍物体之间的角度和换能装置接收器的灵敏性，发出的声脉冲直接被接收换能装置接收，以确定最小距离可以被测量的是多少。
根据以上的因素，按照我们设计超声波测距仪的具体要求，已单片机作为主控制装置，同时用LED显示屏显示，之后连接到发生与接收链路。
（三）设计重难点
因为我们是要设计一个超声波测距仪，采用的是40kHz的频率，同时我们要确保精确度保持在百分之五以内，由于这个关系到设计成本，所以有很多局限性。
设计挑战：
1，发射器和接收器的设计
2，LED显示屏显示电路的设计;
3，设计软件模块的设计。
二、 超声波测距系统的设计
（一）超声波测距系统的基本设计原理：
已发出超声波的发生装置与接收超声波的接收装置，按键显示电路和温度传感装置电路组成，如图1中所示的系统的设计原理图。超声波检测距离通过发射信号，但要求不断的发生和接受，在用秒表计算来回的时间差，然后使用以下公式S = CT/2得到的，其中C表示的是超声波的声速。由于声音在不同的温度下传播的速度不同，声音在室温下传播的速度约为340m/s。声波中包括超声波，而声波在空气中的传播速度与室温有关，在使用中，如果温度是没有变化的，那么可视声波的速度为恒定的速度。由于这个设计测距精度较高，所以通过计量检测到的温度，对空气中不同温度下超声波的传播速度进行校正，当我们用一起测量超声波在空气中的速度时我们应当用计时器计量好超声波发射到接收的时间，距离可以通过以下方式获得。这些就是超声波测距系统的基本原理。
图1 系统设计框图
（二） 超声波测距器的算法设计
图1显示出的基本原理是术语超声波测距仪的，超声波发生器在它的超声波信号发出时的时间T，超声波信号停止后，对从被测物体发射回来所接收到的超声波进行接收，这时候我们可以通过就收装置接收。所以，我们要计算超声波信号从头到尾，我们可以通过计算超声波从发射到接收的时间。我们就可以计算出超声波发生装置和所要测量的乐从发生装置到物体之间的间距。
我们采用如下的公式对距离计算：
D=s/2=(c×T)/2
在这里面：
D为测距装置到我们所要测量的物体之间的距离；
s为我们发出的超声波从发出到接收的距离；
c是在空气中室温下超声波的传播速度；
T为超声波往返总共所用的时间。室温下在空气中超声波的传播速度为v，这时候的速度与空气的温度有关，下表1列除了在不同的室温下超声波的传播速度。在使用时，如果空气中的温度没有太大的变化，那么就可以认定在空气中超声波的传播速度时基本不会改变的，假如要提高我们测量距离时的精度，我们应该通过对补偿温度的方法对速度加以改正。现在我们确定了空气中的传播速度，所以只要计算传播往返的时间。然后通过一定的公式，那么我们可以计算出我们所需要计算的距离。
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