论文总字数：16184字

摘 要

近几年来，人们的生活变得越来越科技化，部分人为了出行方便都纷纷购买了汽车，在此背景下由于汽车停车与倒车而引发事故的概率也逐渐提升。不但为车主产生了经济方面的损失，同时还占用车主大量的时间。超声波测距仪应运而生，其积极意义解决了很多车主的困扰^[1]。超声波测距仪可以详细直观的告知驾驶员车后方的障碍物情况，大多采取语音警示与数据显示的方式。这样能对驾驶员日常驾驶提供较大的帮助。

超声波测距仪，顾名思义，和超声波有关联。本文设计的双向通信超声波测距仪，能够通过发射超声波测量与被测物体的距离，并将距离显示在1602液晶显示屏上，而且当被测物体与超声波测距仪距离小于20cm，蜂鸣器发出声音报警且立即停止倒车，保护车上人员的人身安全。

本文章详细地描测距仪双向通信超声波测距的实现过程。硬件的部分基本就是由STC89C52单片机、HC-SR04超声波模块、NRF24L01无线接收模块以及1602液晶显示屏这几个部分的连接构成的。

关键词：单片机 超声波 测距 无线接收

Design of Two - way Communication Ultrasonic Distance Meter

Abstract

In recent years, people's lives become more and more scientific and technological, some people have to travel to buy a car, in this context because the car parking and reversing the probability of accidents caused by the gradual increase. Not only for the owners of the economic losses, but also take up a lot of time owners. Ultrasonic range finder came into being, its positive meaning to solve a lot of owners of the troubled ^[1]. Ultrasonic range finder can be detailed and intuitive to inform the driver behind the obstacles, most of the way to take voice warning and data display. This will give the driver a day of driving to provide greater help.

Ultrasonic range finder, as the name implies, is associated with ultrasound. The two-way communication ultrasonic range finder designed in this paper can measure the distance from the measured object by transmitting the ultrasonic wave and show the distance on the 1602 liquid crystal display screen. When the distance between the measured object and the ultrasonic distance measuring device is less than 20cm, the buzzer Issued a sound alarm and immediately stop reversing, to protect the personal safety of personnel on the car.

This article describes in detail the realization of the two-way ultrasonic distance measurement from the instrument. The hardware part is basically the STC89C52 microcontroller, HC-SR04 ultrasonic module, NRF24L01 wireless receiver module and 1602 LCD display of these parts of the connection.

Key words: microcontroller;ultrasonic;ranging;wireless reception

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 引 言 1

1.1 设计背景 1

1.2 设计简介 2

1.3超声波测距仪的发展现状 2

1.4 设计内容与重点简介 3

1.5 论文章节安排 3

第二章 方案论证 5

2.1 单片机选择 5

2.2 超声波模块选择 6

2.3 显示模块选择 6

2.4无线接收模块 7

第三章 硬件设计 8

3.1 系统原理框图设计 8

3.2 系统主要元器件功能介绍 8

3.2.1 STC89C52主控芯片 8

3.2.2 1602液晶显示模块 10

3.2.3 HC-SR04超声波模块 12

3.2.4 NRF24L01无线接收模块 12

3.3 系统模块电路设计 14

3.3.1 单片机最小系统电路设计 14

3.3.2 1602液晶显示电路电路设计 15

3.3.3 电机驱动电路 16

3.3.4 超声波模块与单片机连接电路设计 17

3.3.5超声波无线接收电路 18

3.3.6 蜂鸣器报警电路 20

3.3.7 电源电路 21

3.4 硬件设计小结 21

第四章 软件设计 23

4.1 主程序流程分析 23

4.2定时中断子程序流程设计 24

4.3 外部中断子程序流程设计 25

4.4 软件设计小结 26

第五章 系统调试 27

总 结 30

参考文献 31

致 谢 32

附录 33

第一章 引 言

第一章简单介绍了超声波测距仪的设计内容，追溯其历史背景、查勘其发展近况，最后并对文章章节进行了安排。

1.1 设计背景

在驾驶席内，驾驶员的视角是无法看到周围360度的情况的。虽然车的后视镜可以拓宽驾驶员的视野范围，然而，视野模糊区与死角依然存在，这些视野大多存在于车的正后方，一般是高度不足或距离车身较近的物体以至于无法依靠后视镜看到，对车里的驾驶员有着巨大的威胁，同时也影响驾驶员的泊车。然而，这些视野模糊区或死角却能被超声波测距仪探测到，再转换为统计数据、图像与语音等信息，并对驾驶员起到一种预警和提升的作用，这样驾驶员就能够对周边环境和现状进行较为全面的掌控和了解，进而帮助驾驶员泊车、倒车与起步等，同时这些环节的安全性也得到了较大程度上的提升。

针对于超声波测距仪而言，想必大家都有所耳闻，就是大街上经常可以听到的声音：“倒车！请注意！倒车！请注意！”，这个算是超声波测距仪的先祖了。从工作方面进行分析，可以了解到，超声波测距仪的工作原理就是利用声音对驾驶员的驾驶过程进行提示，但事实上对驾驶员如何操作没有直接的帮助和影响，只是能够起到一种声音警示的作用，但为雷达技术的创新发展提供了良好的帮助^[2]。从最初的超声波测距仪来说，主要就是用到了蜂鸣器，蜂鸣器的作用将声音传播出去，起到一种提示驾驶员的作用，驾驶员根据蜂鸣器发出的声音进行判断障碍物与出身的距离。这种提示方式的造价偏低，至今仍然被广泛使用。

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