内容发布更新时间 : 2024/6/26 7:37:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

一 设计题目 基于51单片机的超声波测距 二 设计者

姓名 班级 学号 组号 三、设计思路及框图、原理图

任务：以单片机为核心，设计并制作一超声波测距系统基本要求： 利用时间差测距，不考虑温度变化 用数码管显示测试结果 工作频率：450kHz 测距范围：0.5~10米 测试精度：?10%

发挥部分 尽量增大测控范围，提高测试精度

1.系统的硬件结构设计

1.1. 超声波发生电路

发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成，单片机P1.0端口输出的450kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻R1O、R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。

1.2超声波检测接收电路

采用集成电路CX20106A为超声波接收芯片。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电

容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。

1.3 显示电路

显示电路主要由74ls273芯片驱动，用PNPC8550三级管进行位选，七段共阳

极数码管显示。

2.系统的软件结构设计

设计思路

主程序中包括温度补偿子程序，计算子程序，显示子程序。采用汇编编程。首先进行系统初始化。其次利用循环产生4个40KHZ的方波，由输出口进行输出，并开始计时。第三等待中断，若超声波被接收探头捕捉到，那么通过中断可测得

超声波在环境中的传播时长。第四进行计算，求得测距仪到被测物的距离。第五进行距离显示。

四． 工作原理描述

超声波发生器发出的超声波以速度V在空气中传播，至被测物体时反射并返回至接收器，测得其往返时间为T，则与被测物体的距离为S = VT/2.因此次设计题目不要求考虑温度变化对V的影响，故设V是一定的，s=340t/2. 在此采用AT89C52单片机为控制器，用数码管显示测试结果，超声波驱动信号用单片机定时器。

五． 器件清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

器件 单片机 反相器 集成电路

数码管 三极管 电阻

按键开关 晶振 电容

型号 封装 AT89C52 DIP 74LS04

CX20106A

数量

1 3 4 2

CON10 PNPC8550 4.7K 200k 22k 1k

74ls273

switch 3.3uf 330pf 0.056uf 33pf 0.1uf

12MHz

1 1

2 1 1 2 1

附录 程序清单

VOUT EQU P1.0 TEMP1 EQU 36H TEP1 EQU 37H DQ EQU P1.7 FLAG1 EQU 38H ORG 0000H JMP START

ORG 0003H JMP PINT0

;************主程序****************** START:MOV P3,0FFH MOV P0,0FFH MOV P1,0FFH MOV P2,0FFH