基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计毕业设计

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1、I 图书分类号： 密 级： 毕业设计(论文) 基于 AT89C51 单片机超声波测距仪的设计 BASED ON AT89C51 ULTRASONIC RANGEFINDER DESIGN 学生姓名 学院名称 信电工程学院 专业名称 电子信息工程技术 指导教师 II 摘要 超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的，其 频率在 20000Hz 以上。由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点， 因此常用于测量物体的距离。 本文介绍了基于 AT89C51 单片机的超声波测距仪的软硬件设计，整个系统分为单片机 控制模块、发射模块和接收模块组成。程序采用模块

2、化设计，由主程序、预置子程序、发 射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。超声探头接收的信号经单片机综合分析 处理后，实现了超声波测距仪的各种功能。 关键词关键词 超声波 AT89C51 测量距离 III 目目 录录 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究内容 1 2 相关知识 2 2.1 超声波发生器 2 2.2.单片机的任务 2 2.3 AT89C51 单片机主要特性和引脚功能 . 2 3 理论分析与计算 5 3 3.1 测量与控制方法 . 5 3.3 超声波测距误差分析 . 6 4 系统硬件电路设计 8 4.1 单片机系统及显示电路 . 8 4.1.1 74LS244 的简

3、介 9 4.2 超声波发射电路 . 9 4.3 超声波监测接收电路 10 4.4 显示电路原理 11 5 系统软件设计 . 12 5.1 主程序 12 5.2 超声波发生子程序和接收子程序 13 5.3 超声波的接收与处理 . 13 6 6 单片机系统的可靠性 . 15 6.1 测试单片机系统的可靠性 15 6.2 单片机的抗干扰性 15 7 软硬件调试 . 16 7.1 调试 16 7.2 提高精度的方案及系统设计 16 8 系统的扩展 . 18 8.1 DS18B20 的简介 18 8.11DS18B20 的主要特性 18 8.12 DS18B20 的外形和内部结构 . 18 8.13 D

4、S18B20 的工作原理 . 19 8.14 DS18B20 有 4 个主要的数据部件 . 19 8.2 DS18B20 与单片机的连接 20 8.3 DS18B20 与 51 单片机的连接程序 . 21 结论 . 27 致谢 . 28 IV 参考文献 . 29 附录 . 30 附录 1 电路原理图 . 30 附录 2 程序源代码 . 31 1 1 绪论 1.1 研究背景 由于社会不断进步发展， 许多传统的测距方法已经无法满足我们的需求， 例如在井深， 液位，管道长度等场合。还有在很多要求实时测距的情况下，传统的测距方法也很难完成 测量的任务。于是，在这种情况下一种新的测距方法诞生了-超声波测距。 超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点， 是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损 害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到 人们的重视。 目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制， 物体内气孔大小的检测和机