论文总字数：15935字

摘 要

因为超声波具有很高的频率，而且超声波的波长比较短，所以它在一定范围内，具有很好的沿直线传播的能力。如果被测物体处于有电磁干扰或灰尘较多等不好的环境中，超声波也有着很好的适应能力。在自动控制中运用传感器技术进行测距已经是当下主流技术了，而在这个之中，超声波测距是用的最多的一种。

本论文利用超声波测距的原理，设计了一个基于STC89C52单片机的超声波测距系统。本系统的原理是应用超声波组成的模块进行数据的测量，再利用STC89C52RC单片机进行计算和处理，最后利用LCD1602液晶显示器把测量得到的距离显示出来。对超声波测距的整个系统的设计以及该系统的显示、超声波发射和接收等各各模块的硬件电路设计进行了阐述。此外还介绍了Keil uvision这个软件，和整个系统的程序设计及调试。

最后经过不断的调试和，终于让单片机板子拥有了基本的功能。也达到了本次设计的要求。

关键词：超声波，测距，单片机

Design of ultrasonic distance measurement system based on MCU

ABSTRACT

Because ultrasonic has the very high frequency and the wavelength of ultrasound is shorter, so it within a certain range, along a straight line has the very good communication ability If you have any electromagnetic interference in the object to be tested or dust more bad environment, such as ultrasonic also has a good ability to adapt Using sensor technology in the automatic control range is the current mainstream technology, and in the ultrasonic ranging is one use most.

This paper mainly designs a ultrasonic distance measurement system by STC89C52 MCU based on the ultrasonic ranging principle. The principle of this system is composed of ultrasonic application module for data measurement, the STC89C52 microcontroller to calculate and process. Finally, the LCD1602 LCD display the measured distance. The design of the whole system of ultrasonic ranging, the display of the system, the ultrasonic transmitting and receiving and so on, the hardware circuit design of each module are described.Through the adjustment of the basic realization of the graduation design task book requirements.

After debugging and unceasingly, finally gives the microcontroller board basic functionality Also reached the design requirements.

Key words：Ultrasonic； Distance；MCU

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景和研究意义 1

1.2 课题相关研究现状 2

1.3 测距系统的总体设计 2

第二章 系统的硬件电路设计 4

2.1 单片机最小系统的设计 4

2.1.1 STC89C52单片机选型及简介 4

2.1.2电源电路 5

2.1.3 晶振电路 6

2.1.4复位电路 6

2.2 显示电路的设计 7

2.2.1 LCD1602液晶的选型 7

2.2.2 LCD1602的电路设计 8

2.3 超声波发射接收电路的选型 9

2.3.1 HC-SR04介绍 9

2.3.2发射接收模块的电路连接 10

第三章 系统软件设计 12

3.1 编程语言的选择 12

3.2 程序流程图 12

3.3 单片机测距程序 13

第四章 系统调试 15

4.1 硬件调试 15

4.1.1 单片机调试 15

4.1.2 LCD1602调试 15

4.1.3 硬件电路板的调试 15

4.2 软件调试 15

4.2.1 程序调试 15

4.2.2 编程软件的简介 16

4.3软硬件联调 23

4.3.1 下载程序的软件介绍和应用 23

4.3.2 软件硬件联调 25

第五章 论文总结 26

5.1 主要工作及结论 26

5.2 存在的问题 26

参考文献 28

附录A：电路原理图和PCB图 29

附录B：软件程序清单 31

附录C：实物图 37

第一章 绪论

1.1 课题背景和研究意义

现如今，人类在发展，社会在进步，测量方法也在发生着变化。最初是以具体实物测量，如英国女王的脚长，所以英寸叫foot。测量技术在科学技术发展的推动下也在变化着。人们发现了超声波，这种波的特点是指向性强、能量消耗缓慢、传播距离远。在自动控制中运用传感器技术进行测距已经是当下主流技术了，而在这个之中，超声波测距是用的最多的一种。

震动就是一个东西的质点在平衡点摆动。当一个物体被敲打后，它就通过振动带动空气向四周传播，这就是所谓的声波。不同频率的声波具有相同也不相同的性能。声波有次声波、超声波和人耳能听到的可闻声。超声波的定义是，当物体的振动频率大于20000Hz之后，所发出的声波已经超出了人类所能听到的声波范围，这种听不见的声波就被人们叫做超声波。从原理看，超声和可闻声是相同的，它们的共同点都是一种声波。因为超声波具有很高的频率，而且超声波的波长比较短，所以它在一定范围内，具有很好的沿直线传播的能力。如果被测物体处于有电磁干扰或灰尘较多等不好的环境中，超声波也有着很好的适应能力。因此超声波测距被广泛的应用在各种行业中。因为超声波在空气中的传播速度比较慢，并且模块能够很容易的接收到回波，这也就注定了超声波的准确度比其他方法要高。

超声波传感器有很多优点。超声波传感器处理信号的能力很可靠，而且它的结构简单，所以超声波传感器的体积一般都很小。所以超声波测距仪可以应用于在很多的场合，比如说倒车之类的需要准确的知道位置差的地方。而且超声波测距也可以用在深度测量的地方。正是由于超声波测距有了这些优点，所以它的控制都比较简单，而且利用超声波测距非常迅速。而且也能符合工业上实用的精度要求。

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