基于单片机的超声波测距仪的设计

基于单片机的超声波测距仪的设计

【摘要】超声波是频率高于20KHZ的声波并且具备指向性高，能量的消耗较为缓慢，在介质之中传的播距离也比较远，所以超声波常常被用来测量距离，像测距仪和物位测量仪等都可使用超声波来进行实现。使用超声波来检测通常都较为迅速、方便、计算简单、容易实现实时控制，重要的是在测量精度的方面可以满足工业使用的要求，因此在液位、井深、管道长度的测量、还是避障等领域得到了较为广泛的实际应用。基于此，本次设计尝试使用AT89S52与HC-SR04模块来实现超声波的测量，结合外围电路模块实现距离显示及报警构成超声波测距系统。

本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单片机的测距原理。以HC-SR04超声波测距模块为核心实现超声波的发射与接收。显示电路采用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，测量精度也达到实际应用要求。

关键词：AT89C52，超声波，HC-SR04，测距

Abstract

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Keywords:AT89C51, Ultrasonic wave, HC-SR04, Measure distance

目  录

第1章  绪论 1

1.1  课题研究的背景 1

1.2  课题研究的意义 1

1.3  论文结构 1

第2章  超声波测距原理 2

2.1  超声波简介 2

2.2  超声波测距原理 2

第3章  方案论证 4

3.1  设计思路 4

3.2  系统结构设计 5

第4章  硬件电路设计 6

4.1  单片机AT89C52 6

42  超声波测距模块HY-SR05 8

     4.2.1基本工作原理 8

     4.2.2电气参数 9

     4.2.3超声波时序图 9

     4.2.4应用电路图 10

4.3  温度传感器DS18B20 10

     4.3.1应用电路图 11

4.4  LCD1602液晶 12

     4.4.1主要技术参数 12

     4.4.2引脚功能 12

     4.4.3应用电路图 13

4.5 蜂鸣器及其原理 13

     4.5.1 蜂鸣器的介绍 13

     4.5.2 蜂鸣器的结构原理 14

     4.4.4 蜂鸣器应用电路图 14

4.6  ISD1420语音芯片 14

     4.6.1 ISD1420语音特点 14

     4.6.2 ISD1420语音电特性 15

     4.6.3芯片的电路外形图引出端功能说明 15

     4.6.4 ISD1420语音应用电路 15

第5章  系统软件设计 16

5.1  软件基本机构 16

5.2  主程序流程图 16

第6章   结论 ..17

6.1 论文总结 17

6.2  致谢 18

参考文献 18

 附录A实物作品操作 18

附录B原理图 24

附录C PCB 25

附录D程序代码 25