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摘 要

超声波传感器在以空气为介质时性能极好且价格低廉，特别适合用来做测距，因此被广泛应用于距离测量、车辆自动导航、城市交通管理等领域。

本设计介绍和实现了基于STC89C52单片机控制的超声波测距系统。本设计采用的测距方法是回波测距法，利用主控单片机来控制超声波模块产生一定频率的脉冲，当超声波模块接收到回波后会向主控单片机传送数据，传送的数据即为自超声波发射到接收到回波的时间，根据从发射到接收回波的时间在结合温度补偿来计算实测距离，由数码管来显示测试距离，并由语音播报模块对测试距离进行语音播报。

本设计课题实物经调试能够正常测距，测距精度达到任务书要求，并实现语音播报和数码管显示测试距离，此外还添加了温度补偿和显示功能。

关键字：超声波传感器 STC89C52 温度补偿

Design and realization of ultrasonic range finder

Abstract

In today's social development, more and more occasions require precise and efficient distance measurement, the traditional method in terms of accuracy and distance measuring efficiency is not easy to meet the needs of modern society, in power plants, tunnels and other projects of construction and maintenanceYou will need to use in measuring the distance, and traditional contact measurement methods can not meet the actual measurement requirements, therefore, more advanced modern non-contact measurement methods will get more use.

Ultrasonic sensors at the air as the medium excellent performance and low price, especially suitable for applications ranging, so it is widely used in distance measurement, automatic vehicle navigation, urban traffic management, highway management.

This design introduces and implements the ultrasonic ranging system based on microprocessor controlled STC89C52. STC89C52 to control the use of certain frequency ultrasonic module generates a pulse, depending on the time from launch to the received echo to calculate the distance measured in bonding temperature compensation.

Key Words: Ultrasonic sensors STC89C52 Temperature compensation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题设计的目的及意义 1

1.1.1 设计的目的 1

1.1.2 设计的意义 1

1.2 国内外相关研究动态 1

1.3 本课题研究的主要内容 1

1.4 本课题应用的技术手段 2

第二章 总体方案 3

2.1 方案选择 3

2.2 超声波测距仪的设计思路 3

2.2.1 超声波测距原理 3

2.2.2 温度补偿原理 3

2.2.3 超声波测距的原理框图 4

2.3 使用元件 5

第三章 系统的硬件结构设计 6

3.1 STC89C52单片机功能及特点 6

3.1.1 STC89C52单片机的主要特征^[9] 6

3.1.2 STC89C52单片机工作模式 6

3.1.3 STC89C52引脚及功能说明^[10] 6

3.2 单片机最小系统 8

3.2.1 电源电路 9

3.2.2 复位电路 9

3.2.3 晶振电路 10

3.3 超声波测距模块 11

3.3.1 HC-SR04实物图 11

3.3.2 HC-SR04主要参数 11

3.3.3 HC-SR04电路图 12

3.3.4 超声波发射电路 12

3.3.5 超声波接收电路 13

3.3.6 HC-SR04基本工作原理 13

3.4 温度补偿部分 13

3.4.1 DS18B20实物图 14

3.4.2 DS18B20主要特性^[6] 14

3.4.3 DS18B20工作原理 14

3.5 语音部分 15

3.5.1 WT588D实物图 16

3.5.2 WT588D基本参数及主要特性 16

3.5.3 WT588D-18P引脚及功能说明 16

3.5.4 本设计系统中的WT588D模块电路图 18

3.6 显示部分 18

第四章 系统的软件设计 20

4.1 主程序设计 20

4.2 超声发射和超声波接收中断服务程序设计 21

4.2.1 超声波发射程序设计 21

4.2.2 超声波接收中断程序设计 22

4.2.3 超声波模块主程序 22

4.3 温度补偿部分驱动程序的设计 23

4.3.1 读取DS18B20数据程序代码 24

4.4 语音模块控制程序 25

4.4.1 三线发码程序 26

4.4.2 三线发码程序代码 27

4.5 四位数码管显示程序设计 28

4.5.1 数码管位选子程序 28

4.5.2 数码管显示子程序 28

第五章 实物图及数据整理 30

5.1 实物图 30

5.2 数据部分 31

总 结 32

致 谢 33

参考文献 34

绪论

课题设计目的及意义

设计目的

在现代社会发展中，越来越多的场合需要高精确且高效的距离测量，传统的测距方法在精确度和测量效率方面不能满足现代社会的需要，在电站、隧道等工程的建设和维护中都会需要用到距离的测量，而传统的接触式测量方法不能满足实际测量要求，因此，较为先进的现代非接触测量方法将得到较多的利用。

本课题研究超声波测距，利用超声波测距可以不受光线，及被测物体是否有颜色等因素影响，且利用超声波测距是一种高速、准确、卫生、不受粉尘影响、抗电磁波干扰能力强、抗紫外线干扰能力强的测量方法。

设计意义

目前人们对于超声波测距的需求很大，在生活与生产方面如：汽车倒车防撞、液面高度检测、船舶码头等。在军事方面如：潜艇声纳、现代武器制造等。

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