1、 课题：高度检测 任务书 设计内容： 本课题以 52 系列单片机为核心，设计一个超声波测距系统。要求用按键控制超声波模 块实现对障碍物的测量，并在 LCD 显示器上显示测量到的距离。 设计要求： 1） 确定系统设计方案； 2） 进行系统的硬件设计； 3） 完成必要的参数计算与元器件选择； 4） 完成应用程序设计； 5） 应用程序的调试。 目录 一、课题名称.1 二、内容摘要1 三、方案论证2 四、单独电路设计3 4.1 键盘接口电路3 4.2 液晶显示电路4 4.3 超声波驱动电路.5 4.4 电源供电电路6 4.5 单片机的选择7 4.6 单片机最小系统.9 五、 完整电路图.10 六、系统
2、软件设计.11 6.1 液晶显示11 6.2 主程序15 七、 实验心得.23 致谢24 参考文献25 附录26 一、课题名称： 高度检测仪 二、内容摘要 电子测距仪要求测量范围在 0.102.00m， 测量精度 1cm， 测量时与被测物 体无直接接触， 能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗 缓慢，在介质中传播的距 离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和 物位测量仪等都可以通过超声波来 实现。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、 建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控， 也可用于液位、井深、管道长度的 测量等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计 算简单、易于做
3、到实时控 制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机 器人的研制上也 得到了广泛的应用。 本设计采用以 STC89C52 单片机为核心的低成本、 高精度、 微型化数字显示超 声波测距 仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、 预置子程序、发射 子程序、 接受子程序、 显示子程序、 语音播报子程序等模块组成。 发射模块发射超声波， 接 受模块接受回波等。 三、方案论证 3.1 超声波高度仪的设计思路 超声波是指频率高于 20KHz 的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和 接收超声波。 完成这种功能的装置就是超声波传感器， 习惯上称为超声波换能器或
4、超声波探 头。 超声波传感器有发送器和接收器， 但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重 作用。 超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化， 即在发射超声波的时 候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法。 首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经 历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离 测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适 用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为 331.45 米/秒，由单片 机负责计时，单片机使用 12
5、.0MHZ 晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离 的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也 能达到要求。 超声波发生器可以分为两类： 一类是用电气方式产生超声波， 一类是用机械方式产生超 声波。本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。 3.2 超声波测距仪原理图框图 根据设计要求并综合各方面因素， 可以采用STC89C52 单片机作为主控制器， 用动态扫 描法实现 LCD 数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框 图如图 1.
