摘要:本文主要介绍了一种基于单片机的超声波测距系统。该系统以超声波在空气中的传播速度为确定的条件，利用反射超声波的方法测量距离。在简单地介绍了AT89S51单片机性能，原理和特点的基础上，分析了超声波测距的基本原理及发展空间。由此提出了系统的总体构成。然后详细介绍了利用单片机设计测距仪的原理：单片机发出的超声波，通过换能器发射出去，遇到障碍物后反射回来，计算此超声波从全部发射出去到全部接受的时间差，利用此信息计算得出障碍物到测距仪的距离。针对此系统发射、接收、检测、显示及报警部分的总体设计方案做出理论分析，给出了系统的硬件原理图和软件实现框图。

非接触式测距在工业，农业，军事中早已经得到了广泛的重视。本设计的主要目的是能够为了直观地测出汽车尾部与障碍物之间的距离，并及时地将信息反映给司机，给予司机以更多的反映时间，这样以很大程度的避免汽车尾部与障碍物发生碰撞。

关键词 超声波；测距；单片机

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 设计背景-1

1.2 国内外发展发展史程与应用情况-1

1.3 超声波简介-2

1.4 本课题的研究内容-3

1.5 设计目的及意义-3

1.6本章小结-4

2 超声波测距仪的总体构想-5

2.1 超声波测距的原理-5

2.2 超声波传感器-5

2.2.1 超声波传感器的原理及结构-5

2.2.2 超声波传感器的检测方式-7

2.3 MCS-51系列单片机-7

2.4 AT89S51单片机的功能特点-8

2.4.1主要功能特性-8

2.4.2各引脚功能介绍-9

2.5 测距系统误差及分析-10

2.5.1 声速引起的误差-10

2.5.2 单片机时间分辨率的影响-11

2.5.3 随机误差-12

2.5.4 提高测量精度-12

2.6 本章小结-12

3 超声波测距仪的硬件设计-13

3.1 电源电路-13

3.2 单片机最小系统电路-13

3.3 显示电路-14

3.4 距离测量电路-15

3.4.1 超声波模块的特点-15

3.4.2 模块的工作原理-15

3.4.3模块的引脚定义-16

3.4.4 模块的超声波时序图-16

3.4.4 模块的电路图-17

3.5 报警电路-17

3.6 总电路-18

3.7 本章小结-19

4 超声波测距软件设计-21

4.1 主程序设计-21

4.2 显示程序设计-22

4.3 超声波测量程序设计-23

4.4 各模块程序-26

4.5 模块化编程的优点-26

4.6 本章小结-26

5 系统调试-27

5.1 硬件调试-27

5.2 软件调试-27

5.3 总体调试-27

5.4 本章小结-27

结论-29

致谢-30

参考文献-31

附录-32