基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计毕业设计

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毕业设计(论文)

基于AT89C51单片机超声波测距仪的设计 BASED ON AT89C51 ULTRASONIC

RANGEFINDER DESIGN

学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师

信电工程学院 电子信息工程技术

I

摘要

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，它是由与介质相接触的振荡源所引起的，其频率在20000Hz以上。由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点，因此常用于测量物体的距离。

本文介绍了基于AT89C51单片机的超声波测距仪的软硬件设计，整个系统分为单片机控制模块、发射模块和接收模块组成。程序采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。超声探头接收的信号经单片机综合分析处理后，实现了超声波测距仪的各种功能。

关键词 超声波 AT89C51 测量距离

II

目 录

1 绪论 ...................................................................... 1 1.1 研究背景 .............................................................. 1 1.2 研究内容 .............................................................. 1 2 相关知识 .................................................................. 2 2.1 超声波发生器 .......................................................... 2 2.2.单片机的任务 .......................................................... 2 2.3 AT89C51单片机主要特性和引脚功能 ....................................... 2 3理论分析与计算 ............................................................ 5 3.1测量与控制方法 ......................................................... 5 3.3超声波测距误差分析 ..................................................... 6 4系统硬件电路设计 .......................................................... 8 4.1单片机系统及显示电路 ................................................... 8 4.1.1 74LS244的简介 .................................................... 9 4.2超声波发射电路 ......................................................... 9 4.3超声波监测接收电路 .................................................... 10 4.4显示电路原理 .......................................................... 11 5系统软件设计 ............................................................. 12 5.1主程序 ................................................................ 12 5.2超声波发生子程序和接收子程序 .......................................... 13 5.3 超声波的接收与处理 ................................................... 13 6单片机系统的可靠性 ....................................................... 15 6.1测试单片机系统的可靠性 ................................................ 15 6.2单片机的抗干扰性 ...................................................... 15 7软硬件调试 ............................................................... 16 7.1调试 .................................................................. 16 7.2提高精度的方案及系统设计 .............................................. 16 8系统的扩展 ............................................................... 18 8.1 DS18B20的简介 ........................................................ 18 8.11DS18B20的主要特性 .................................................. 18 8.12 DS18B20的外形和内部结构 ........................................... 18 8.13 DS18B20的工作原理 ................................................. 19 8.14 DS18B20有4个主要的数据部件 ....................................... 19 8.2 DS18B20与单片机的连接 ................................................ 20 8.3 DS18B20与51单片机的连接程序 ......................................... 21 结论 ....................................................................... 27 致谢 ....................................................................... 28

III

参考文献 ................................................................... 29 附录 ....................................................................... 30 附录1电路原理图 ......................................................... 30 附录2程序源代码 ......................................................... 31

IV