基于AT89C51单片机超声波测距模块设计
基于AT89C51单片机超声波测距模块设计[20200128194550]
【摘要】
安全防范技术涉及到社会的方方面面，是保护国家和人民利益与安全的重要手段。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。该系统可广泛应用于社会上的重要单位和要害部门，如军事设施、国家的动力系统、通讯系统、仓库、各类银行等等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】超声波、单片机、红外传感器、报警电路
目 录
一、绪论 1
（一）选题背景 1
（二）超声波的介绍 1
二、系统硬件平台设计架构 2
（一）单片机AT89C51的功能特点 2
（二）AT89C51单片机引脚和封装定义 3
（三）超声波测距模块设计思路 4
（四）超声波测距模块的硬件电路设计 5
（五）单片机控制超声波模块原理 6
（六）超声波发射及接收模块 6
（七）显示模块的设计 9
（八）超声波模块设计原理图 9
三、系统软件平台设计框架 10
（一）软件功能模块划分 10
（二）超声波测距模块的主程序设计 11
（三） 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 12
（四）显示LED子程序 14
四、系统软件测试 15
（一）系统的测试 15
（二）系统的测量与误差分析 15
（三）系统优化措施 15
五、 结束语与展望 15
致 谢 17
参考文献 17
一、绪论
（一）选题背景
随着我国经济的飞速发展，拥有自己汽车的人越来越多，同时危害我们生命的几率也越来越大，因此科学对我们的生活越来越重要。
随着社会经济的汽车发展运输业不断日益兴旺，汽车的数量不断增加。导致汽车倒车拥挤状况也日益严重，撞车事故屡屡发生，给驾驶员造成了不可避免的人生伤亡和经济损失。对于这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距的方法，本文介绍的是利用超声波测距法来设计一种倒车防撞报警系统。
倒车雷达的系统又称泊车辅助系统，一般是由超声波超声波测距传感器，系统控制模块，显示报警模块等组成。现在倒车雷达都是使用超声波来设计的，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细叙述了运用单片机来实现的可视倒车雷达预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件的设计，我们应该做试验和误差分析对此系统，能对该系统做出稳定性指标。
（二）超声波的介绍
往往是利用超声波的超声强度，消耗速度慢，传输距离远，因而距离测量的穿透力。使用超声波检测比较快速，方便和简单的计算，测量精度可以达到，所以在其领域也被广泛应用于工业实施要求。
为了避免汽车行走时撞到障碍物，，它必须配有测距仪，离障碍物的距离（距离和方向）的信息，以便及时获得。本文介绍了超声波倒车雷达测距系统，是在汽车的后部，提供了一个了解自己的运动距离信息。总之，超声波发生器安两大类来分析：一类超声波是电气方式产生的，另一类是超声波用机械方式产生的。压电型、磁致伸缩型和电动型等属于电气方式产生；加尔统笛、液哨和气流旋笛等属于机械方式。它们所形成的的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途方面也不相同。压电式超声波是现在常用的发生器。
1. 超声波测距的原理
超声波测距是通过发射超声波，通过接收到超声波的时间从而可以计算到障碍物的距离。这与雷达测距非常相似。 从发射超声波那一时刻开始计时，当超声波在传播中(在空气中传播),若遇到障碍物会立即反射回来，当反射信号遇到超声波发射器时计时就会立即停止。（在空气中超声波传播速度以340m/s，从发射到接收的总时间为t，我们可以得出障碍物离所在点的距离 (s)，即：s=340t/2。
开始发射电路和单片机内部定时器T0，使用计时器记录超声波发射器计数功能的时间和收到反射波的时间。接收反射超声波后，接收电路的输出产生INT0和INT1产生一个中断请求信号端子的负跳变，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务程序读取时间差，计算距离。在使用中，如果温度没有改变，可以认为是基本上恒定的速度。如果测距精度要求很高，通过温度补偿的方法，应该予以纠正。
2. 超声波传感器的特点
超声波传感器大致可逆转换。一方面，这种机械能转换成电的冲击振动，形成的超声波探头，在另一方面，它接收超声波振动的电能。因此，超声波传感器，发送器和接收器可以被分成因此超声波传感器可分为接收器和发送器。他是一个小型超声波换能器的空气，一个典型的产品。
二、系统硬件平台设计架构
（一）单片机AT89C51的功能特点
51系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式， 内部由CPU，4可B的ROM，256 B 的 RAM，2个16b 的定时／计数器T0和T1，4个8 b 的 I/O 端 I： P3，P2，P1， IP0一个全双功串行通信口等组成的。特别是该系列单片机片内的 F lash 可编程、可擦除只读存储器(E~PROM)，使其它有着十分广泛的用途在实际中，便携式、省电及特殊的信息保存仪器和系统中更为有用的。该系列单片机引脚与封装。51系列单片机提供以下功能：4 KB存储器；256 BRAM；32条I/O线；5个2级中断源；2个16b的定时／计数器； 1个全双向的串行口以及时钟电路。
空闲方式：CP会停止工作，定时／计数器、RAM、串行口和中断系统会继续进行工作。
掉电方式：保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。
51系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的核心资源，可以在较少外部电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。单片机AT89C51引脚图如图2.1所示：
【摘要】
安全防范技术涉及到社会的方方面面，是保护国家和人民利益与安全的重要手段。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。该系统可广泛应用于社会上的重要单位和要害部门，如军事设施、国家的动力系统、通讯系统、仓库、各类银行等等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】超声波、单片机、红外传感器、报警电路
目 录
一、绪论 1
（一）选题背景 1
（二）超声波的介绍 1
二、系统硬件平台设计架构 2
（一）单片机AT89C51的功能特点 2
（二）AT89C51单片机引脚和封装定义 3
（三）超声波测距模块设计思路 4
（四）超声波测距模块的硬件电路设计 5
（五）单片机控制超声波模块原理 6
（六）超声波发射及接收模块 6
（七）显示模块的设计 9
（八）超声波模块设计原理图 9
三、系统软件平台设计框架 10
（一）软件功能模块划分 10
（二）超声波测距模块的主程序设计 11
（三） 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 12
（四）显示LED子程序 14
四、系统软件测试 15
（一）系统的测试 15
（二）系统的测量与误差分析 15
（三）系统优化措施 15
五、 结束语与展望 15
致 谢 17
参考文献 17
一、绪论
（一）选题背景
随着我国经济的飞速发展，拥有自己汽车的人越来越多，同时危害我们生命的几率也越来越大，因此科学对我们的生活越来越重要。
随着社会经济的汽车发展运输业不断日益兴旺，汽车的数量不断增加。导致汽车倒车拥挤状况也日益严重，撞车事故屡屡发生，给驾驶员造成了不可避免的人生伤亡和经济损失。对于这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距的方法，本文介绍的是利用超声波测距法来设计一种倒车防撞报警系统。
倒车雷达的系统又称泊车辅助系统，一般是由超声波超声波测距传感器，系统控制模块，显示报警模块等组成。现在倒车雷达都是使用超声波来设计的，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细叙述了运用单片机来实现的可视倒车雷达预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件的设计，我们应该做试验和误差分析对此系统，能对该系统做出稳定性指标。
（二）超声波的介绍
往往是利用超声波的超声强度，消耗速度慢，传输距离远，因而距离测量的穿透力。使用超声波检测比较快速，方便和简单的计算，测量精度可以达到，所以在其领域也被广泛应用于工业实施要求。
为了避免汽车行走时撞到障碍物，，它必须配有测距仪，离障碍物的距离（距离和方向）的信息，以便及时获得。本文介绍了超声波倒车雷达测距系统，是在汽车的后部，提供了一个了解自己的运动距离信息。总之，超声波发生器安两大类来分析：一类超声波是电气方式产生的，另一类是超声波用机械方式产生的。压电型、磁致伸缩型和电动型等属于电气方式产生；加尔统笛、液哨和气流旋笛等属于机械方式。它们所形成的的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途方面也不相同。压电式超声波是现在常用的发生器。
1. 超声波测距的原理
超声波测距是通过发射超声波，通过接收到超声波的时间从而可以计算到障碍物的距离。这与雷达测距非常相似。 从发射超声波那一时刻开始计时，当超声波在传播中(在空气中传播),若遇到障碍物会立即反射回来，当反射信号遇到超声波发射器时计时就会立即停止。（在空气中超声波传播速度以340m/s，从发射到接收的总时间为t，我们可以得出障碍物离所在点的距离 (s)，即：s=340t/2。
开始发射电路和单片机内部定时器T0，使用计时器记录超声波发射器计数功能的时间和收到反射波的时间。接收反射超声波后，接收电路的输出产生INT0和INT1产生一个中断请求信号端子的负跳变，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务程序读取时间差，计算距离。在使用中，如果温度没有改变，可以认为是基本上恒定的速度。如果测距精度要求很高，通过温度补偿的方法，应该予以纠正。
2. 超声波传感器的特点
超声波传感器大致可逆转换。一方面，这种机械能转换成电的冲击振动，形成的超声波探头，在另一方面，它接收超声波振动的电能。因此，超声波传感器，发送器和接收器可以被分成因此超声波传感器可分为接收器和发送器。他是一个小型超声波换能器的空气，一个典型的产品。
二、系统硬件平台设计架构
（一）单片机AT89C51的功能特点
51系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式， 内部由CPU，4可B的ROM，256 B 的 RAM，2个16b 的定时／计数器T0和T1，4个8 b 的 I/O 端 I： P3，P2，P1， IP0一个全双功串行通信口等组成的。特别是该系列单片机片内的 F lash 可编程、可擦除只读存储器(E~PROM)，使其它有着十分广泛的用途在实际中，便携式、省电及特殊的信息保存仪器和系统中更为有用的。该系列单片机引脚与封装。51系列单片机提供以下功能：4 KB存储器；256 BRAM；32条I/O线；5个2级中断源；2个16b的定时／计数器； 1个全双向的串行口以及时钟电路。
空闲方式：CP会停止工作，定时／计数器、RAM、串行口和中断系统会继续进行工作。
掉电方式：保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。
51系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的核心资源，可以在较少外部电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。单片机AT89C51引脚图如图2.1所示：
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