基于单片机的超声波测距系统设计与实现.doc

摘要:超声波测距系统在车辆导航、机器人定位、城市交通管理、高速公路管理监测系统和河道、油井、仓库及料位的探测等都有着广泛的应用。本课题主要以STC12C5A16AD单片机为核心控制器，该课题硬件电路由HC-SR04超声波传感器测距电路、DS18B20温度补偿电路、LCD显示电路、LED报警电路、单片机外围电路等模块组成，根据时差法，得到超声波从发射到接收的往返时间，从而计算出距离，用12864LCD显示距离和温度，用LED的闪烁频率来实现报警功能；软件部分是在Keil环境下用C语言进行编译，采用模块化设计，由主程序、超声波子程序、显示子程序等模块组成。通过50次实验测试，本系统能够在180cm以内的距离实时显示障碍物的距离以及环境温度，误差均在6cm以内，在报警的时候，有2次误报，1次漏报。

关键词：STC12C5A16AD单片机  超声波测距  LED报警  温度补偿

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1 选题背景与意义-1

1.2 超声波测距系统设计国内外研究现状-1

1.3 设计内容及章节安排-2

1.4 本章小结-2

2 超声波简介及超声波测距的原理-3

2.1 超声波的介绍-3

2.1.1 超声波是什么-3

2.1.2 超声波的特性与特点-3

2.1.3 超声波应用-3

2.2 超声波测距的原理-4

2.3 本章小结-5

3 硬件电路设计-6

3.1超声波测距系统设计硬件设计方案-6

3.2 单片机及外围电路-7

3.2.1 单片机STC12C5A6AD特性-7

3.2.2 单片机最小系统-10

3.3 温度补偿模块-12

3.3.1 DS18B20简介及特性-12

3.3.2 DS18B20的测温原理-12

3.3.3 DS18B20温度补偿电路-13

3.4 超声波模块-14

3.4.1 超声波发射模块-14

3.4.2 超声波接收模块-14

3.4.3 超声波集成模块-14

3.5 LCD显示部分-16

3.5.1 12864LCD特性-16

3.5.2 LCD显示电路设计-17

3.6 报警电路-18

3.7 本章小结-19

4 软件设计-20

4.1 系统软件总设计-20

4.2 子程序设计-22

4.2.1 测温子程序-22

4.2.2 超声波发送子程序及超声波接收中断子程序-24

4.2.3 显示子程序-26

4.2.4 LED报警子程序-27

4.3 本章小结-28

5 超声波测距系统软件的调试-29

5.1 软件编译环境-29

5.2 Keil工程文件的建立、设置与目标文件的获得与程序的下载-29

5.2.1 Keil工程的建立-29

5.2.2 工程详细设置-30

5.2.3 编译与连接-31

5.3 系统的调试-31

6 实验结果与误差分析-33

7 结 论-36

参考文献-37

致 谢-38

附录1 超声波测距电路原理图-39

附录2 程序源代码-40