超声波测距00

1、指导老师：石坚指导老师：石坚报告人：夏远东报告人：夏远东专业：专业：1313电子信息工程电子信息工程 随着社会的发展， 传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求， 而超声测距是一种非接触式非接触式的检测方式，与其他方法相比，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下被测物的测试有较强的适应能力较强的适应能力。在液位测量、机械手控制、车辆自动导航、物体识别、倒车雷达、建筑工地以及一些工业现场等方面有广泛的应用，特别是在空气测距方面的应用。 因空气中波速较慢， 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， 具有很高的分辨力很高的分辨力，

2、因而其准确度也比其他方法更高，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。利用超声波检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求等优点，本设计基于单片机IAP15L2K61S2介绍了一种有实用价值的高精度测距方法。IAP15L2K61S2控制器HC-SR04超声波测距模块液晶显示图1 系统总体结构框图电源模块+3.3V+3.3V+5V其他其他蜂鸣器报警按键+5V系统重要芯片/模块简介单片机（IAP15L2K61S2）重要参数工作电压：2.4V 3.6V （3.3V）内核：速度比普通8051快8-12倍工作频率：5MHz35MHz可选(内部

3、集成)储存资源：大容量片内EEPROM/SRAM定时器/计数器：6个调试下载：ISP/IAP冷启动下载，自带仿真功能图2 控制芯片实物图系统重要芯片/模块简介超声波测距模块（HC-SR04）重要参数工作电压：+5V工作频率：40KHZ探测距离：2cm450cm 测量角度：15度输入触发信号：10uS的TTL脉冲输出回响信号：输出TTL电平信号，与射程成比例+5V触发信号输入回响信号输出GND图3 超声波测距模块实物图系统重要芯片/液晶显示屏简介液晶显示屏（YJD12864）重要参数工作电压：+3.3V or +5V工作电流：8mA时钟频率：30MHZ自带汉字库，ASCII字符图4 超声波测距模

4、块实物图图5 超声波发射接收原理图图6 超声波测距模块原理图图7 超声波测距模块时序图 (1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号; (2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回； (3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。距离计算距离计算 距离计算公式： D=S/2=(Vt)/2=(高电平时间*声速(344M/S)/2 硬件设计硬件设计软件设计软件设计超声波测距模块接口电路设计蜂鸣器电路设计矩阵键盘电路设计电源及USB转串口电路设计主程序框图发射子程序接收中断程序图8 控制芯片电路系统的硬件设计系统的

5、硬件设计图9 电源及USB转串口电路图图10 矩阵键盘电路图图11 蜂鸣器电路图图12 超声波测距模块接口电路图图13 超声波测距实物图 图14 超声波测距验证尺度表 系统的软件设计系统的软件设计 本设计以本设计以STC12C5A60AD单片机为核心，由主程序、单片机为核心，由主程序、发射子程序、接收子程序、发射子程序、接收子程序、定时子程序、显示子程序等定时子程序、显示子程序等模块组成。主程序采用模块组成。主程序采用c语语言与汇编编写。主程序框图言与汇编编写。主程序框图如图所示：如图所示：开始单片机初始化定时中断子程序启动超声波测距是否有回波?定时中断子程序Y YN N显示测量结果结束 超声

6、波发射子程序和接收中断程序超声波发射子程序和接收中断程序 定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射 外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。算、结果的输出等工作。关外部中断计算距离读取时间值结果输出开外部中断外部中断入口发射完否?停止发射Y YN N返回定时器初始化定时器中断入口发射超声波返回关外部中断读取时间值开外部中断外部中断入口发射完否?停止发射Y YN N返回定时器初始化定时器中断入口发射超声波总总 结结 经实验证明：该系统可以初步实现倒车报警系统经实验证明：该系统

7、可以初步实现倒车报警系统的基本探测功能，当与障碍物的距离小于的基本探测功能，当与障碍物的距离小于1m时发出报时发出报警，提醒驾驶员，具有很强的实用性。警，提醒驾驶员，具有很强的实用性。汽车倒车报警系统汽车倒车报警系统硬件硬件软件软件探头发出超声波探头发出超声波单片机计算距离单片机计算距离汇编语言编程汇编语言编程实现测距算法实现测距算法中断、计时中断、计时单片机的串口通信单片机的串口通信距离的测量，数据的显示距离的测量，数据的显示超声波测距演示感谢感谢 D=（t*344）/2 D=t/(2/344)=t/0.0058 t=DistanceData*(12/33.1776) D=DistanceData*(12/33.1776)/0.