超声波测距仪-职业学院毕业设计论文.doc

1、 1 北 海 职 业 学 院 毕业设计 (论文 ) 201X 201X 学年度 电子信息工程 系 应用电子 专业 题 目 超声波测距仪 学生姓名 XXX 学生班级 XXX 指导教师 XXX 起止日期 XXX XXXX 年 X 月 XX 日 2 北海职业学院 毕业设计 (论文 )任务书 电信信息工程 系 应用电子 专 业 班级 X班 姓名 XXX 学号 XXX 题目： 超声波测距仪设计与制作 主要内容： 利用超声波对距离的检测 ，基于 51 单片机控制 ， 将前方 物体的距离 探测出来 ，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较 判断， 当测得距离小于设定值时， STC89C52 发出指令

2、控制 蜂鸣器报警 。 基本要求： （由指导教师填写） 主要参考书： 【 1】电子技术基础 数字部分 康华光 编 高等教育出版社 【 2】单片机 C51 程序设计教程与实验 祁伟 杨亭 编 北京航空航天大学出版社 【 3】 LED 及工程应用 杨清德 康娅编 编 人名邮电出版社 【 4】 C 语言程序设计 谭浩强 编 清华大学出版社 【 5】全国大学生电子设计竞赛试题精解选 陈永真 编 电子工业出版社 起止日期： XXX 指导教师 XXX 职务 (称 ) X 年 X 月 X 日 3 北海职业学院 学生毕业设计（论文）成绩鉴定表 姓 名 XXX 性 别 X 出生年月 XX 系 电信 专 业 应用电

3、子 班 级 X 班 设计（论文）题目 超声 波测距仪设计与制作 指导教师对毕业设计（论文）的评语 ： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 答辩小组对优秀毕业设计（论文）的评语 ： 成绩： 答辩小组组长签字： 年 月 日 综合评定成绩（等级） ： 系领导签字（盖章）： 年 月 日 5 目 录 摘 要 . 7 一、绪论 . 8 2 总体设计方案及论证 . 3 二 . 系统需求分析 . 4 2.1.分析 . 5 2.2 总体方案设计 . 6 3 硬件实 现及单元电路设计 . 7 3.1 主控制模块 . 8 3.2 电源设计 . 9 3.3 超声波测试模块 .10 3.3.1 超声波的特性 .11 3

4、.3.2 超声波换能器 .12 3.4 超声波传 感器原理 .13 3.5 测距分析 .14 3.6 时钟电路的设计 . 错误 !未定义书签。 3.7 复位电路的设计 .16 3.8 声音报警电路的设计 .17 3.9 显示模块 .18 参考文献 . 19 7 摘 要 此设计（论文）首先介绍 了 STC89C52 是 STC 系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本次设计主要是利用 STC89C52 单片机、超声波传感器完成 测距报警系统的 制作，以 STC89C52 为主控芯片，利用超声波对距离的检测 ，将前方 物

5、体的距离 探测出来 ，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较 判断， 当测得距离小于设定值时， STC89C52 发出指令控制 蜂鸣器报警 。 关 键词： 超声波传感器 STC89C52 8 一、绪论 目前 介绍了 由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响， 较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在

6、线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定 ，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。 因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。 利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时 由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。 二 . 系统需求分析 2.1.分析 系统 是 本设计包括硬 件和软件设计两个部分。

7、模块划分为 数据采集、 按键 控制、 四位数码管 显示、 报警等子模块。电路结构可划分为： 超声波 传感器 、蜂鸣 器、单片机控制电路。 就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入 /输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。 系统采用 STC89C52 单片机作为核心控制单元 ,当测得9 的距离小于设定距离时， 主控芯片 将测得的 数值与设定值进行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。 系统总体的设计方框图

8、如图 1 所示。 图 1 系统方框图 超声波传感器模块 4 位数码管显示模块 STC89C52主控制器模块 蜂鸣器报警模块 按键控制 电源 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、 按键 控制、 四位数码管 显示、 报警等子模块。电路结构可划分为：超声波 传感器 、 蜂鸣器、单片机控制电路。 就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入 /输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。 系统采

9、用STC89C52 单片机作为核心控制单元 ,当测 得的距离小于设定距离时， 主控芯片将测得的数值与设定值进行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。 系统总体的设计方框图如图 1所示。 10 主控制最小系统电路如图 2 所示。 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9(RXD)P3.010(TXD)P3.111(INT0)P3.212(INT1)P3.313(T0)P3.414(T1)P3.515(WR)P3.616(RD)P3.717XTAL218XTAL119GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.62

10、7P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1U1Y112MC2 0.1uFC3 0.1uFVCCGNDR1410KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P34P35P36P37 P23TrigEcho硬件电路 总 设计见图 3， 从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件： STC89C52、 超声波 传感器、按键、 四位数码管 、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。其中 D1 为电源工作指示灯 。 电路

11、 中用到 3个按键， 一个是设定键 , 一个加键，一个减键 。 E1D2DP3C4G54H62H9F10A111H12B73H8DS1ABCDE FGDP 1H2H3H4HR1 100R2 100R3 100R8 100R9 100R10 100R11 100R12 100ABCDEFGDPP10P11P12P13P14P15P16P17Q18550Q38550Q48550Q28550VCC1H3H2H4HR4 1KR5 1KR7 1KR6 1KP34P35 P36P37546231SW1sw- 灰色12P2GNDR15 1K12D1DVCCP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P

12、1.56P1.67P1.78RST9(RXD)P3.010(TXD)P3.111(INT0)P3.212(INT1)P3.313(T0)P3.414(T1)P3.515(WR)P3.616(RD)P3.717XTAL218XTAL119GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1U1Y112MC2 0.1uFC3 0.1uFVCCGNDR1410KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P34P35P36P37S4GNDS3GNDS2GNDP20 P21 P22P23B1蜂鸣器Q58550VCCGND+R132KP231234P1VCCGNDTrigEchoTrigEcho图 3 总设计电路图 11 12