超声波测距仪设计说明书

1、 1.1设计内容随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力2。因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点3。本次设计主要是利用STC12LE5406AD 单片机、超声波

2、传感器完成测距报警系统的制作，以STC12LE5406AD 为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，STC12LE5406AD 发出指令控制蜂鸣器报警。1.2 设计要求随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中应用越来越广泛。其原理是：以STC12LE5406AD 为主控芯片，实现发射电路的控制和接收数据的处理，并用数码管显示测量的数据。具体指标要求是：指标1：测量精度-1+1cm指标2：显示四位本系统在“报警”方面进行创新，其功能是：创新1：设定报警距离值，当测得距离小于设定值时，蜂鸣器报警1.

3、3 系统总体结构本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。电路结构可划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。系统采用STC12LE5406AD 单片机作为核心控制单元,当测得的距离小于设定距离时，主控芯片将测得的数值与设定值进行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。系

4、统总体的设计方框图如图1所示。电源蜂鸣器报警模块4位数码管显示模块 STC12LE5406D主控制器模块 按键控制超声波传感器模块 图1 系统方框图附录1 元器件清单CommentDescriptionDesignatorQuantity10UF电容C1122P电容C2, C32蜂鸣器Electrical BellLS11超声波模块Header, 4-PinP11PNP8550三极管Q2110K上拉电阻R1110k可调电阻R411K电阻R6110K电阻R71AJ按键SW1, SW2, SW33单片机U211602液晶U4112M晶振1附录2 超声波测距电路原理图 附录3 程序清单#includ

5、e unsigned char code dispcode=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x89,0xa3,0x8c,0xc8;/0-9,a-f 共阳数码管段码unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;/ 0x76,0x3f,0x3f,0x4funsigned char temp4;unsigned char dispcount;unsigned char i;unsigned int x;unsigned long l,time;/-定义管脚

6、unsigned char timecount;unsigned char testok;/*数码管控制*/sbit W0=P20; / 数码管第一位位选对应P20sbit W1=P21; / 数码管第二位位选对应P21sbit W2=P22; / 数码滚第三位位选对应P22sbit W3=P23; / 数码管第四位位选对应P23/*超声波定义*/sbit FS=P35; /定义发射的IO口sbit LS=P37; /蜂鸣器控制/*开关定义*/sbit K1=P10; /开始测距键bit k1; /按键标志位/bit flag;/*延时函数*/ void delay100us(void)/延时

7、子函数 unsigned char i,j; for(i=40;i0;i-) for(j=248;j0;j-);void csfs(void) /超声波发射程序/unsigned char times=0;while(TF1=0) / TF1定时器1 溢出标志位 使用查询法unsigned char j;for(j=12;j0;j-); /延时 FS=FS;times+; /翻转20次，发送10个脉冲信号的超声波/TF1=0;if(times=10)break;times=0;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;EX0=1

8、; /外部中断0允许中断位TR1=1; /开定时器1ET1=1; /定时器T1中断允许位delay100us();void main(void)testok=0;TMOD=0x10; /*定时器1为工作模式1 */T2MOD=0x00; /*定时器2为工作模式) */T2CON=0x04; /*定时器2为自动重装定时工作模式) TR2=1 */RCAP2L=(65536-4000)%256;/给定时器T2装初值RCAP2H=(65536-4000)/256;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;IT1=1; /边沿触发方式E

9、X0=1;TR2=1; /打开定时器中断1，2TR1=1;ET1=1;ET2=1;EA=1; /开总中断while(1)if(k1=1) /开始开始测距csfs();if(testok=1) / if(1=testok)/如果1=teskoktestok=0;/tesk清0x=l;/距离if(x!=0)for(i=0;i4;i+)tempi=0; i=0;while(x/10)tempi=x%10;x=x/10;i+;tempi=x;dispbuf3=temp0;/显示千位dispbuf2=temp1;/显示百位dispbuf1=temp2;/显示十位dispbuf0=temp3;/显示个位

10、timecount=0;if(l100) /当距离等于100cm时，蜂鸣器报警 LS=0;/蜂鸣器打开 delay100us(); LS=1;/蜂鸣器关闭 delay100us(); testok=0; if(K1=0&k1=0) /如果第一次按下开关K1，开始测距 delay100us(); /按键延时消抖 if(K1=0&k1=0) k1=1; /按键标识位清1testok=1;while(K1=0);/等待按键释放 else if(K1=0&k1=1)/如果第二次按下开关K1，停止测距k1=0;testok=0; while(K1=0); /等待按键释放 void int0(void)

11、interrupt 0 using 0 /接收中断程序/EX0=0; /关闭TR1=0;/关定时器/ET1=0;/中断关闭time=TH1*256+TL1; /算出t的值，t的单位为us/ RCAP2Hl=time*180;/l=l/10000;TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;testok=1;void int2(void) interrupt 3 using 0 /超时中断程序/EX0=0;TR1=0;/关定时器/ET1=0;/ 中断关闭TH1=0x00;/(65536-4000)/256;TL1=0x00;/(65536-4000)%256;testok=2; void t1(void) interrupt 5 using 0 TF2=0;/T2定时器必须用软件清0 timecount+; P0=dispcodedispbufdispcount; /控制数码管 显示 if (dispcount=0) /打开第一位数码管的位选W0=0;W1=1;W2=1;W3=1;if(dispcount=1) /