基于单片机的超声波测距系统设计实验报告,课程设计

将式2-1、2-2、2-3联立 得：

1LH vtcos[arctg]

2H （2-4）

其中,超声波的传播速度v在一定的温度下是一个常数(例如在温度T=30度时,V=349m/s);当需要测量的距离H远远大于L时,上式变为:

1H vt

2 （2-5）

所以,只要需要测量出超声波传播的时间t,就可以得出测量的距离H.

2.2系统总体方案设计

本超声波测距系统由系统硬件电路及软件程序实现两部分构成。其中由

STC89C52单片机最小系统、HC-SR04超声波模块、电源接口电路、4位共阳极数码管显示电路、三极管驱动电路、蜂鸣器声光报警电路及键盘电路构成硬件系统。以STC89C52单片机为核心，通过触发信号控制HC-SR04超声波测距模块发射超声波并接收回波，测算出前方障碍的距离，输入单片机进行运算，与预设报警距离比较后判断是否启动蜂鸣器声光报警装置。

根据系统功能要求及模块划分可绘制出系统硬件框图，如图2-2所示：

图2-2 系统硬件框图

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2.3主要元件选型及其结构 2.3.1 STC89C52芯片

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。工作电压：5.5V～3.3V。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。其引脚图如图2-3所示：

a 引脚图 b 实物图

图2-3 STC89C52引脚图

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2.3.2 HC-SR04超声波模块

HC-SR04超声波模块具有性能稳定、测度距离精确、模块高精度、盲区小等

特点，使用简单易操作，常用于距离测量。其原理图及实物图如图2-4、图2-5所示：

图2-4 HC-SR04超声波模块原理图

图2-5 HC-SR04超声波模块实物图