基于单片机的超声波测距报警系统设计.doc

【摘要】：本课题是基于单片机设计的超声波测距系统，它的测距原理是回声检测法，即利用超声波在空气中的传播速度作为确定条件，用超声波的反射来测量距离的。整个电路采用模块化设计，由单片机、电源模块、数码管显示及驱动模块、复位模块、超声波测距模块、晶振模块、按键模块和蜂鸣器模块组成。单片机是整个系统的控制核心，采用的是STC89C51芯片，这款芯片具有低成本，高速度和运行稳定等特点；电源模块是给系统供电的，当外部的电插入5V的DC电源接口，经过自锁开关，来给整个系统供电；显示模块采用LED数码管显示，它是共阴极的。当我们测得的距离超过设定距离时，蜂鸣器会发出报警的声音；晶振模块是不可缺少的，它是系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，那么系统将不能工作；复位模块在系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定

后，撤销复位信号。

  本设计采用HC-SR04超声波测距模块，该模块包括超声波发射器、接收器与控制电路，它的测距范围为0.02m-4m，测距精度可高达3mm 。 

 【关键词】：STC89C51; 超声波传感器； 测距 ； 单片机

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1 超声波检测技术的发展-1

1.2 本课题的研究现状-1

1.2.1 国外研究状况-1

1.2.2 国内研究状况-2

2.超声波综述-4

2.1 超声波简介-4

2.1.1 超声波类型-4

2.1.2 超声波基本特性-5

2.2 超声波传感器介绍-6

3.超声波测距系统-9

3.1 超声波测距的原理及实现-9

3.2 超声波测距的系统框图-10

4.单片机概述-11

4.1 STC89C51简介-11

4.2 STC89C51外部结构-11

4.3 STC89C51内部结构-13

5.超声波测距模块-14

5.1 HC-SR04超声波模块的性能特点-14

5.2 电气参数-14

5.3 管脚简介-15

5.4 超声波时序图-16

6.系统硬件电路设计-17

6.1 单片机最小系统-17

6.1.1 STC89C51芯片-17

6.1.2 晶振电路-17

6.1.3 复位电路-18

6.2 显示驱动和报警电路-18

6.2.1 数码管显示及驱动电路-18

6.2.2 蜂鸣器报警电路-20

6.3 按键电路-21

6.4 超声波测距电路-21

6.5 电源供电电路-22

7.系统程序流程图设计-23

7.1 主程序-23

7.2 显示子程序-24

7.3 报警子程序-24

7.4 按键子程序-25

8.软件调试及系统仿真-26

8.1  软件编译调试环境——Keil-26

8.2  Keil工程文件的建立、设置与目标文件的获得-26

8.2.1  Keil工程的建立-26

8.2.2  工程的详细设置-28

8.2.3  编译、连接-31

8.3  系统仿真环境——Proteus-31

8.4  系统仿真-32

8.4.1  Proteus工作界面-32

8.4.2  仿真-32

9.实物调试-35

结论-36

参考文献-36

致谢-38

附录一.源程序-38

附录二.电路图-45

附录三.PCB原理图-45