《 单片机技术超声波测距》课程设计

《单片机接口技术报告》

课程设计报告

题 目 超声波测距离课程设计

姓 名 姓名 学号

汪为民 15510505041 程长春 15510505007

江照锋 15510505017 朱伟伟 15510505064 杨继虎 15510505053

张 涛 15510505057 专业班级 1 5自 动 化 指导教师 蔺 玉 柱 日 期 2017.6.8 1

目 录

一、设计任务与要求 ..................................................................................... 错误！未定义书签。

二、元件清单及简介 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 三、设计原理分析....................................................................................................................... ....4

3.1 数码管显示距离模块 ...................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 超声波传感器原理及简介 ................................................................................................ 5 四、设计中的问题及改进 ............................................................................................................... 6 五、总结........................................................................................................................................... 6 六、源代码.......................................................................................................................................7 七、电路图.......................................................................................................................................9 八、参考文献 ................................................................................................................................. 10

超声波测距离的设计

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一、设计任务与要求

1、确定系统设计方案； 2、进行系统的硬件设计；

3、完成必要的参数计算与元器件选择； 4、完成应用程序设计； 5、应用程序的调试。

二、元器件清单及简介

1、单片机最小系统板

2、超声波传感器（hc-sr04） 3、四段数码管

元器件简介：

1.（1）单片机技术自发展以来已走过了近20年的发展路程 。单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。小到遥控电子玩具，大到航空航天技术等电子行业都有单片机应用的影子。针对单片机技术在电子行业自动化方面的重要应用，为满足广大学生、爱好者、产品开发者迅速学会掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板也称单片机学习板、单片机实验板。比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板

(2) 单片机开发板是用于学习51、STC、AVR型号的单片机实验设备。根据单片机使用的型号又有51单片机开发板、STC单片机开发板、AVR单片机开发板。常见配套有硬件、实验程序源码、电路原理图、电路PCB图等学习资料。例如电子人单片机开发板，针对部分学者需要特别配套有VB上位机软件开发,游戏开发等教程学习资料。开发此类单片机开发板的公司一般提供完善的售后服务与技术支持

2. 超声波传感器hc-sr04工作原理及简介

（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。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定

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时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值

3. 数码管工作原理及简介

四位数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。能显示4个数码管叫四位数码管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

三．设计原理分析

单元电路：

（一）数码管显示距离模块

设计思路：通过函数将距离显示到数码管中，中间使用延时和消隐技术将数码管显示更清楚。

void display(uint temp)//将距离在数码管上显示 {

uchar one,two,three; one=temp/100;

two=(temp0)/10; three=temp; a1=a2=a3=1; a1=0;

P0=table[one]; delay(5); P0=0xff;

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a1=a2=a3=1; a2=0;

P0=table[two]; delay(5); P0=0xff;

a1=a2=a3=1; a3=0;

P0=table[three]; delay(5); P0=0xff; }

（二）超声波测距模块

设计思路：通过对hc-sr04发送超过10us的高电平，模块自动发送8个40khz的方波，检测是否有信号返回，并通过定时器判断信号响应端口echo高电平的时间，进而根据声波的计算出距离，将距离返回到数码管显示距离模块。

void main() //echo输出响应 {

//test =0; Trig=0; Echo=0; EA=1;

TMOD=0x10; while(1) {

EA=0; Trig=1;

delay_20us();//延时等待 Trig=0;

while(Echo==0); succeed_flag=0; EA=1; //开启总中断 TH1=0; TL1=0;

EX0=1; //开启外部中断 TR1=1; TF1=0;// //delay(200);

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