基于单片机的距离检测及在线显示系统设计.docx

摘要:在科学技术日益发展的今天，人们对事物的要求也日益增加。如今生活中随处可见的倒车雷达，扫地机器人等等，都需要测距技术的支持，然而传统的测距方法在多数情况下并不能很好的满足人们的需求，例如测量精度，测量效率等方面，还有在井深，液位，管道长度等场合下，传统的测量方法不能够高效准确的完成测量的任务。因此非接触的超声波测距方法在当今社会中的需求日益增加。超声波测距不需要测量装置与物体接触，可以不破坏目标的完整性，并且也不受光、电磁波和粉尘等外界因素的干扰，可以大大满足人们对测距的要求。

本文论述了基于单片机的距离检测装置的设计方案及其实现的过程，并能够实现在线显示，进一步添加上位机界面，简述串口通信内容与上位机界面的构造，可以实现上位机与下位机的双向通信，所测距离在上位机实时显示，并能记录历史数据和超范围报警等功能。

超声波测距装置使用HC-SR04装置发送和接收超声波，通过51单片机对HC-SR04的控制，测得声波返回时间进而计算出所测距离，显示在LCD显示屏并向上位机传送数据，在上位机同样显示，而且上位机能操作是否记录数据。上位机界面使用C#语言编写，创建一个界面，实现对串口的检测、打开、关闭功能，并能够根据不当操作有相应的提示，同时具有数据的接收即时显示文本与记录文本和记录按钮，可以有选择的记录所需数据。串口通信选择RS232串口通信，数据的传输通过上位机的发送接收和下位机的发送接收代码实现。

关键词：51单片机，超声波测距，在线显示，串口通信

目  录

摘  要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 本课题的研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 本文主要研究内容-3

第2章 距离检测系统总体方案-4

2.1 在线距离检测系统总体设计-4

2.2 基于单片机的距离检测节点设计-4

2.3 基于C#的上位机监控系统设计-4

第3章 距离检测系统硬件设计-9

3.1 稳压芯片选型与电路设计-9

3.2 传感器选型与接口设计-11

3.3 液晶选型与显示接口设计-13

3.4 串口通讯接口设计-13

3.5 按钮键盘电路设计-13

第4章 距离检测系统软件设计-33

4.1 距离检测单片机节点软件设计-33

4.1.1 超声波传感器距离信号读取程序设计-34

4.1.2 距离信号处理与温度补偿-34

4.1.3 1602液晶显示程序设计-19

4.1.4 RS232通讯程序设计-21

4.1.5 按键键盘程序设计-21

4.2 上位机监控软件程序设计-33

4.2.1 显示界面设计-19

4.2.2 历史数据查询-19

4.2.3 控制命令发送-19

第5章 系统测试与分析-18

5.1 距离检测节点-18

5.2 上位机监控系统-24

第6章 总结与展望-38

6.1 全文总结-38

6.2 未来展望-38

参考文献-40

致  谢-41