摘要 ：基于超声波的探测技术在生活生产中得到广泛应用，而超声测距技术也随着我 国汽车数量的快速增加，得到迅速的推广使用。本文在对超声测距的原理及技术实现研究 基础之上，考虑低成本、模块化的应用需求，采用 AT89C51 单片机作为核心处理单元，综 合使用超声发射与接收单元、数字显示单元等功能模块，结合硬件电路设计与软件编程技 术，给出一种超声测距的实现方案，并对方案进行了仿真验证及硬件实现。测试结果表明， 该方案简单易行，成本低、精度高、实时性好，便于实现功能扩展与系统集成，可应用于 各种测距场合。65131

毕业论文关 键 词 ： 距离测量，超声，AT89C51

Abstract: Based on the ultrasonic detection technology is widely used in live production, while ultrasonic ranging technology with the rapid increase of the number of cars, get rapid promotion. Realization of this article on the basis of the principles and techniques of ultrasonic distance measurement, consider a low-cost, modular applications, using AT89C51 microcontroller as a core processing unit, integrated use of ultrasound transmitter and receiver unit, a digital display unit and other functional modules, combined hardware design and software programming techniques, given an ultrasonic ranging implementation, and program simulation and hardware verification. The test results show that the scheme is simple, low cost, high accuracy, timeliness, and easy to achieve functional expansion and systems integration, can be used in a variety of situations ranging.

Keywords: distance measurement, ultrasonic, AT89C51

目 录

1 前言 6

2.总体方案论证 6

2.1 超声波测距离的原理 7

3 超声波的特点和传播特性 8

4 系统方案 8

4.1 AT89C51 单片机的简介 9

4.1.1 单片机的主要特性 10

4.1.2 单片机的管脚说明： 10

5 硬件电路设计 11

5.1 单片机系统设计 12

5.1.1 单片机的选择 12

5.1.2 单片机最小系统 13

5.2 超声波发射和接收电路设计 14

5.2.1 超声波发射电路设计 14

5.2.2 超声波接收电路设计 15

5.3 显示报警模块设计 16

5.3.1 数码管显示模块设计 16

5.3 .2 报警模块设计 17

5．4 系统整体电路 17

6. 系统软件设计 18

6.1 主程序设计 18

6.2 中断处理程序 20

6.3 计算及显示模块设计 21

7 硬件组装及性能调试 22

8 超声波发生子程序和超声波接收中断程序的设计 24

结论 25

参考文献 26

致谢 27

1 前言

随着社会的发展越来越快，测距的应用也越来越广泛，但现在的测量方法大多比较原 始。大部分行业已经走向了智能化，因此对先进的测量手段需求也越来越大，就现在而言， 能够方便简单应用的技术还不是很多。从航海中用的声呐得到启示，利用超声波测距离是 很好的选择。而用应用简单且成本低的单片机实现智能处理更是不二选择。着眼于将来， 超声波作为一种新兴的技术工具在特别多的方面都会有很大的发展空间，可以说潜力是巨 大的，应用是广泛的。它会朝着精度更加高的方向发展，用来满足与日俱增的社会需求， 超声波应用的大致的发展方向基本为：研制发明具有更高精确度的测距声纳发射源，以满 足越来越复杂的军事以及要求越来越高的航海的需要，实现超远程的远距离探测和智能识 别；超声波测距离也能可以服务于无人驾驶等新兴技术。