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基于单片机的超声波测距设计说明书.doc

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基于单片机的超声波测距设计说明书.doc

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摘要

超声波是频率高于 20KHZ 声波具备指向性强，能量消耗迟缓，在介质中传输距离较远，因而超

声波经惯用于距离测量，如测距仪和物位测量仪等都能够经过超声波来实现。利用超声波检测往往

比较快速、方便、计算简单、易于做到实时控制，而且在测量精度方面能达成工业实用要求，所以

在液位、井深、管道长度测量、移动机器人定位和避障等领域得到了广泛应用。基于此，此次设计

尝试使用 AT89S52 与 HC-SR04 模块来实现超声波测量，结合外围电路模块实现距离显示及报警组

成超声波测距系统。

此次超声波测距系统由单片机计时及控制电路、超声波发射接收模块、测量距离显示电路、报

警电路等部分组成。详细介绍了超声波测距模块及 AT89S52 单片机测距原理。

以 HC-SR04 超声波测距模块为关键实现超声波发射与接收。显示电路采取数码管以及三极管显示控

制，报警电路由蜂鸣器与三极管组成。整体电路结构简单，成本低廉，工作稳定，测量精度也达成

实际应用要求。

关键词：超声波测距单片机 HC-SR04

Abstract

Ultrasound is sound waves with frequency higher than 20KHz, it has strong directivi

consumes energy slowly, at the same time it spreads farther in the same medium.

Therefore ultrasound is often used for distance measurement, such as the range finder

and level measurement and so on can be achieved by it. Use of ultrasonic detection

tends to be convenient and simple calculation, easy to do real-time control. In the

measurement pre

can reach industry practical requirement. So in liquid level, well depth, pipe length

measurement, mobile robot localization and obstacle avoidance, etc a wide range of

applications.

This ultrasonic ranging system consists of the single-chip microcomputer timer and

circuit, ultrasound transmitting and receiving modules, the distance display circuit,

alarm circuits and other components. Detailed introduces the ultrasonic ranging module

and AT MCU range finder principle. HC-SR04 is the core of the ultrasonic transmitter

and recei result displays with digital tube and controlled by transistor. And the alarm

circuit i by buzzer and transistor. The whole circuit is simple structure, low cost,

stable wor measurement accuracy reached the application requirements.

Key words: ultrasonic wave ranging MCU HC-SR04

序言 ....................................................................... 1

第 1 章测距仪现实状况及意义分析 ................................................ 2

1.1 国内外现实状况 .......................................................... 2

1.2 本课题研究意义 ...................................................... 3

1.3 主要内容及思绪 ...................................................... 3

第 2 章总体设计 ............................................................ 4

2.1 总体设计要求 ........................................................ 4

2.2 总体设计思绪 ........................................................ 4

第 3 章硬件电路 ............................................................ 6

3.1 单片机及其基本电路 .................................................. 6

3.1.1 单片机介绍 ..................................................... 6

3.1.2 AT89S52 介绍 ................................................... 6

3.1.3 单片机基本电路 ................................................. 9

3.2 HC-SR04 模块 ........................................................ 9

3.2.1 HC-SR04 模块使用器件 .......................................... 10

3.2.2 超声波发射电路 ................................................ 13

3.2.3 超声波接收电路 ................................................ 14

3.2.4 HC-SR04 模块工作原理 .......................................... 14

3.3 显示电路 ........................................................... 16

3.3.1 LED 结构与显示方式 ............................................ 16

3.3.2 显示模块电路 .................................................. 18

3.3.3 显示子程序 .................................................... 18

3.4 报警模块 ........................................................... 19

3.4.1 蜂鸣器及其原理 ................................................ 19

3.4.2 报警电路及子程序 .............................................. 20

第 4 章程序开发环境及流程图 ............................................... 23

4.1 程序语言及开发环境 ................................................. 23 4.2 主

程序流程图 ....................................................... 25

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