1、 微机原理及应用课程设计 超声波测距器的设计超声波测距器的设计 学生姓名 学号 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械电子工程 指导教师 2013 年 12 月 27 日 2 摘要 随着科学技术的快速发展，超声波将在科学技术中的应用越来越广。本文对 超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接 口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以 AT89C51 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 计方法在此基础上设计了系统的总体方案， 最后通过硬件和软件实现了各个功能 模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。为了保证
2、超声波测距传感器的可 靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器 的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换、语 音提示电路及系统功能软件等做了详细说明。 关键词关键词： 超声波 ；传感器； 测量距离；控制 3 目 录 摘要 2 目 录 3 1.1.设计目的设计目的 4 2 2.总体方案总体方案 4 3 3.硬件设计硬件设计 5 3.1 超声波测距器硬件电路设计 5 3.2.13.2.1 单片机芯片的选择 6 3.2.2AT89C51 定时计数应用电路 6 3.3 超声波发射电路设计 6 3.3.1 选择超声波发生器类型 6 3.3.2 超声
3、波发射电路设计 7 3.4 超声波接收电路设计 8 3.5 超声波显示电路设计9 4.软件设计软件设计 9 4.1 波测距器的算法设计 10 4.2 系统的主控制程序设计 11 4.3 发生子程序设计12 4.4 接收中断程序设计13 4.5 显示程序设计14 4.6 距离计算程序15 5.5.结论结论 17 参考文献参考文献 18 4 1.设计目的设计目的 超声波测距器，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置 监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在 0.10 4.00m，测量精度 1 cm，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。 2
4、.2.总体方案总体方案 硬件部分硬件部分 主要由单片机系统及显示电路、 超声波发射电路和超声波检测接收电路三部 分组成。采用 AT89C1 或其兼容系列来实现对 CX20106A 红外接收芯片和 74LS04 系列超声波发射模块的控制。单片机通过 P1.0 引脚经反相器来控制超声波的发 送，然后单片机不停的检测 INT0 引脚，当 INT0 引脚的电平由高电平变为低电平 时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换 算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。 软件部分软件部分 主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部 分。 3.3.硬件设计硬件设计 3.1 超声波测距器硬件电路设计 5 超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波， 从而测 出发射和接收回波的时间差 t,然后求出距离。路程、波速、时间之间的关系， 可用下列简单的公式表示： / 2() / 2dsct 上式中，d 为超声波传播单边的路程，s 为超声波来回的路程，
