超声波测距

信息工程学院课程设计（论文）

2 总体设计

2.1 硬件设计

本设计的硬件电路分为四部分：单片机最小系统、超声波发射和接收电路和数码管显示电路：

单片机控制

系统

超声波发送模块 数码管显示

模块

超声波接收

模块

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2.2 软件设计

开始 单片机初始化 超声波模块复位 发射超声波并启动T0开中接收到回波的同时中断停计算测量距离 显示距离同时蜂鸣器报延时

图4.1 系统主程序流程图

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3 详细设计

3.1 单片机系统设计 3.1.1 单片机的选择

一般在系统的设计当中，能否完成设计任务最重要的就在于系统的核心器件是否选择合适，而单片机更是是系统控制的核心，所以对单片机的选择更是异常重要。如果选择了一个合适的单片机不仅可以最大地简化系统的操作，而且其功能可能是最好的，可靠性也比较高，对整个系统来说更方便。目前，市面上的单片机的种类繁多，并且他们在功能方面也是各自有各自的特点。在一般的情况下来讲，在选择单片机时要需要考虑的几个方面有[5]：

（1）单片机最基本性能参数指标。例如：执行一条指令的速度、程序存储器的容量，I/O口的引脚数量等。

（2）单片机的某些增强的功能。

（3）单片机的存储介质。例如：对于程序存储器来说，最好选用的是Flash的存储器。

（4）单片机的封装形式。封装的形式多种多样，例如：双列直插封装、PLCC封装及表面贴附等。

（5）单片机对工作的温度范围的要求。例如：在进行设计户外的产品时，就必须要选用工业级的芯片，以达到温度范围的要求。

（6）单片机的功耗。例如，如果信号线取电只能提供几mA的电流，所以为了能满足低功耗的要求这个时候选用STC的单片机是最合适的。

（7）单片机在市面上的销售渠道是否畅通、其价格是否便宜。

（8）单片机技术的支持网站如何，卖家提供的芯片资料是否足够完善，是否包含了用户手册，设计方案举例，相关范例程序等。

（9）单片机的保密性是否很好，单片机的抗干扰的性能如何等。 51系列单片机它在指令系统、硬件结构和片内资源等方面与标准的52系列的单片机可以完全的兼容。51系列的单片机执行速率快(最高时钟频率为90 MHz)，功耗低，在系统、在应用可编程,不占用用户的资源[5]。根据本系统设计

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的实际要求，选择AT89S51单片机做为本设计的单片机使用，它是由ATMEL公司生产的高性能、低功耗的CMOS 8位单片机。89S51单片机具有以下几个性能特点：4 k字节的闪存片内程序存储器，128字节的数据存储器，32个外部输入和输出口，2个全双工串行通信口，看门狗电路，5个中断源，2个16位可编程定时计数器，片内震荡和时钟电路且全静态工作并由低功耗的闲置和掉电模式[5]。

单片机的引脚功能图如图3.1所示。

图3.1 51单片机的引脚功能图

3.1.2 单片机引脚功能

（1）电源引脚

Vcc（40脚）：正电源的引脚，工作电压是5 V。 GND（20脚）：接地端。

（2）时钟电路的引脚XTAL1和XTAL2

为了产生时钟信号，在89S51单片机的芯片内部已经设置了一个反相放大器，其中XTAL1端口就是片内反相放大器的输入端，XTAL2端则是片内振荡器反相放大器的输出端 [5]。单片机使用的工作方式是自激振荡的方式，XTAL1和XTA

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