基于51单片机的超声波测距仪m毕业答辩dissertationdefence1of13医学院medicaluniversity毕业答辩dissertationdefence目录content研究背景超声波测距仪的测距原理系统硬件设计系统软件设计致谢实验结果与分析2of13毕业答辩dissertationdefence研究背景随着科学技术的快速发展，超声波测距仪的应用越来越广泛。但就目前的技术水平来说，超声波测距技术还有很大的发展空间。现如今在超声波测距方面，单片机的使用正在成为主流。利用单片机控制超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于控制，并且测量精度较高。1213of13毕业答辩dissertationdefence超声波测距仪的测距原理超声波测距的方法有多种，如声波幅值检测法、相位检测法以及渡越时间法等。本实验采用渡越时间法来进行测距，测距原理如下图所示，超声波被发射器发出后，在空气中进行传播，直到遇到被测物体后被反射回去，而反射回去的超声波被接收器接收，再用计数器测得超声波从发射到接收所利用的时间t。超声波在空气中的传播速度为v是已知的,所以可以计算出被测物体的距离。超声波探测头被测物体发射波反射波S=1/2vt24of13毕业答辩dissertationdefence系统硬件设计31超声波发射电路超声波发射电路由74LS04和超声波探头组成。超声波将电信号转换为机械波发射出去，而单片机所产生的40kHz的方波脉冲需要进行放大才能将超声波探头驱动将超声波发射出去，所以发射驱动实际上就是一个信号的放大电路，本设计选用74LS04芯片进行信号放大。1274LS041274LS041274LS041274LS041274LS04P1.040KSPEAKERR11KR21KVCCUAUDUBUEUC图6超声波发射电路图5of13毕业答辩dissertationdefence系统硬件设计32超声波接收电路超声波接收电路主要是由集成电路CX20106A芯片电路构成的，CX20106A芯片电路可以对超声波信号进行放大、限幅、带通滤波、峰值检波、整形、比较等功能，比较完之后超声波接收电路会输出一个低电平到单片机去请求中断，当即单片机停止计数，并开始进行数据的处理。12345678CX20106AC10.047uFC40.01uFC40.01uFR11KR21KR31KC80.01uFC247C347SPEAKERVCCP0.06of13毕业答辩dissertationdefence系统硬件设计33超声波显示电路超声波的显示电路选用共阳极的LED数码管。然后通过单片机的相关引脚对LED数码管进行控制，运用P0口，来输出LED数码管的段码，运用P2口来操作LED数码管，来显示此时的距离。为了保证测距精度，减少购买硬件的成本，本设计用到了动态扫描方式，来完成LED数码管的显示要求。abfcgdeDPYdpa1b2c3d4e5f6g7DP8COM9共阳P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7Q1Q2Q3Q4abfcgdeDPYdpCOM9abfcgdeDPYdpCOM9abfcgdeDPYdpCOM9R11KR21KR31KR41KVCCP1.0P1.1P1.2P1.37of13毕业答辩dissertationdefence系统硬件设计34蜂鸣器报警装置蜂鸣器报警设计的基本思路为：当单片机对超声波测距仪进行控制，因为测量的距离不同，当蜂鸣器检测到单片机发出的不同频率，就能发出不一样的声音来报警。D1Q1PNPR11kVCCP1.4图9报警模块设计图8of13毕业答辩dissertationdefence系统软件设计4主程序首先完成单片机系统程序的初始化，把超声波的接收标志位设置为1，控制单片机系统，使其P3.6端口输出一个低电平，此时超声波发射器被启动，同时启动计数器，然后调用用来测量距离的子程序，再根据计数器显示的时间，来计算所需要测定的距离，然后再使用显示子程序，将测定的距离送到LED数码管显示，同时调用声音处理程序来控制蜂鸣器报警装置，接着主程序完成对超声波信号的接收以及后面的程序，如果接收标志位被置0，则认为是接收到了回波信号，完成一次操作。主程序就这样连续地运行，循环不断地工作来实现超声波测距。1主程序9of13毕业答辩dissertationdefence系统软件设计4根据前面对超声接收电路的分析，在接收到超声波的回波信号以后，超声波接收器会发出低电平信号送到单片机的P3.2引脚，使单片机系统发生中断，则系统进入中断处理程序。进入中断处理程序后，计数器、外部中断0立刻被关闭，此时读取时间值，回波接收的标志位被置0，即已经接收到回波信号。2超声波中断程序10of13毕业答辩dissertationdefence系统软件设计4当主程序把超声波信号送给...
