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摘 要

此次设计的超声波测距系统选用的主要控制芯片是STC89C52，对于这一测距系统，其有以下几大部分搭建而成，即单片机最小系统、温度传感器、液晶显示模块、电源、蜂鸣器报警模块和按键模块。该系统的工作原理是基于检测遇到障碍物的超声波回波实现，主要是依靠获取发射与接收两者之间的时差t,再将其带入计算公式中，从而获取距离，C代表的是超声波波速。温度能够对声波产生干扰，而超声波本身同样为声波，所以其声速也是受到温度影响的。因此，在运用中，假设环境没有较大的温度改变，便能认定声速为恒定的。在该系统中，笔者还引入了温度传感器用于对温度进行补偿，以其得到更为准确的结论。假设距离比设定的距离短时，则会触发蜂鸣器报警，假设距离比设定的距离大时，便会停止继续报警。对于报警距离，我们能够借助相关按键进行设定，当进入设置状态时，便能依据调节设置键的加减使报警距离更加适宜。

关键词：超声波测距仪；STC89C52单片机；温度补偿

ABSTRACT

Ultrasonic ranging system based on STC89C52 master control chip, the system is a single chip microcomputer minimum system, the ultrasonic probe, LCD LCD1602 display module, a buzzer alarm module, keys module, the temperature sensor DS18B20 and electric parts.Ultrasonic ranging is through continuous detection of ultrasonic reflection echo encountered obstacles, after launching to determine in transmitting and receiving the echo time t, and then find out from S = Ct / 2, C for the ultrasonic wave velocity in type.Due to the ultrasonic is a kind of sound waves, the sound velocity C is related to temperature.When use, if the temperature change is not big, the velocity of sound can be thought of as basic same.In this system to add a temperature sensor for temperature compensation, in order to achieve a higher precision.When the distance is less than the set range, the buzzer and light send out sound and light alarm, when the distance is greater than the set range, stop the alarm.Alarm distance can be set by buttons, press set key, the display "A", can be set by setting the key switch alarm distance.

Key words: Ultrasonic range finder, STC89C52 microcontroller, temperature compensation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1项目研究背景及意义 1

1.2国内外发展状况 1

第二章 总体设计方案及论证 4

2.1总体方案设计 4

第三章 硬件实现及单元电路设计 5

3.1电路总设计 5

3.2 电源电路设计 5

3.3 超声波测试模块 6

3.3.1超声波的特性 6

3.3.2超声波换能器 7

3.4 超声波传感器原理 9

3.5测距分析 12

3.6 STC89C52单片机简介 13

3.7单片机最小系统 13

3.8 时钟电路的设计 14

3.9复位电路的设计 15

3.10声光报警电路的设计 15

3.11温度采集模块 15

3.12液晶显示模块 16

第四章 软件设计 17

4.1主程序工作流程图 17

1. 结束语 19

致 谢 20

参考文献（References） 21

附 录1 整体电路原理图 22

附 录2 元器件清单 22

附 录3 部分源程序 23

第一章 引 言

1.1项目研究背景及意义

进入二十一世纪，科学技术得到突飞猛进的进步，对于超声波，其运用面越来越宽，而且在未来也将更加广泛的运用到传感器上。纵观每一次工业革命，传感技术发挥着举足轻重的作用，作为重要的推进技术，其贯穿运用于几乎所有的技术领域。随着世界各个国家及地区的大力探索，传感器行业发展非常迅捷，而且制造、运用、研究均取得了长足的发展。然而，简单从现在的技术水平看，人们对于传感技术的认知仍非常的片面，还未充分的运用，可以发展的空间很大，所以该行业必然是具备广阔前景的^[1]。

把超声波测距同其余的非接触式测距方式相互比较，比如电磁式、光学等，这些测距方式并不会受待测物的颜色、电磁等因素的干扰。而超声波不太受到外界环境的限制 ^[2]。所以其被广泛的运用到车载导航、物品辨别上。尤其是空气测距，在空气中，波速一般很小，所以能较快的测试出其回波信号中涵盖的被测物信息，如其结构等等，是有较高的分辨力的，所以该测距方式与其余测试方式对比占据较大优势，即精确度较高，同时，此类传感器还具有结构简单、占地小、信号处理可靠等诸多优势^[3]。

对于超声波，其还具备指向性好、能量损耗低等特点。所以其能够在介质中传播得更远，在这样的优势下，我们在测距时便时常使用该方法，尤其是测量超长距离^[4]。

超声波同样是声波的一种，自然而然也具备声波的物理特性，其反射、衍射、折射等等各方面特性均与物理紧密相关。除此之外，该测试方法还非常适宜运用于那些粉尘浓度大、电磁干扰强、温度高的测量环境。

超声波能够不接触到物体便展开测试，光、电磁波、粉尘等等外界干扰项几乎不会对其性能产生影响，而且其测试是依靠对待测物以及探头之间的声波传输时间差计算得出，并不会破坏被测物^[5]。同时，超声波的传输速度也是比较稳定的，几乎不受频率的影响，正是基于以上优点，其获得了更多的人的关注。

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