基于STC89C52的超声波测距系统设计
基于某STC89C52无线超声波测距地设计
实用文档物理与信息工程学院《电子系统设计》报告设计题目1：基于80C52单片机的超声波无线测距显示设计题目2：专业：光电信息工程年级：2011级姓名：许晓文学号：111100840同组姓名：邵鹏飞学号：111100815同组姓名：黄娇红学号：111100807指导老师：林志贤2014年7月基于80C52单片机的超声波无线测距显示一、设计要求和目的1.1设计要求：采用一种单片机STC89C52控制HC-SR04实现的无线超声波测距系统。
通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对距离的检测，是可以实现远程控制的无线超声波测距系统。
低功耗实时性的无线超声波测距是该设计的最大特点。
无线传输采用nRF24L01模块传输，用LCD1602实现温度显示。
该系统结构简单可靠功耗较低，成本低，是一种无线传感器的解决方案。
1.2设计目的：（1）熟悉系统设计步骤以及超声波的特性（2）能够运用所学数电、模电电路知识对电路进行合理的调试（3）增强模块化的思想，掌握无线模块的SPI时序特点（4）加强动手能力、培养团队合作意识二、系统设计原理1主控芯片方案采用传统的STC89C52 单片机作为主控芯片。
此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠。
单片机最小系统单片机控制模块由STC89C52最小系统组成，其中包括单片机，晶振电路和复位电路。
（1）、晶振电路：晶振电路由两个30pF电容和一个12MHz晶体振荡器构成，接入单片机的X1、X2引脚。
（2）、复位电路：单片复位端低电平有效。
单片机最小电路原理图如图1：图1 单片机最小系统2 无线通信模块方案采用nRF24L01无线射频模块进行通信，nRF24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。
他能传输上千米的距离（加PA），而且价格较便宜，采用SPI总线通信模式电路简单，操作方便。
2.1 nRF24L01芯片概述nRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM频段。
基于STC89C52RC的超声波测距
基于单片机的超声波测距系统的设计系部：学生姓名：专业班级：学号：指导教师：XXX2011 年3 月26 日声明本人所呈交的基于单片机的超声波测距系统的设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：2011、3、26【摘要】超声波技术是一门各行各业都要使用的通用技术，它是通过超声波产生、传播以及接收的物理过程完成的。
超声波指向性强，能量耗损缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。
利用超声波测距迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此得到广泛应用。
目前超声波技术广泛应用于各个工业部门的超声波探测、超声焊接、超声检测和超声医疗方面。
本系统设计利用STC89C52RC为主控芯片，利用单片机程序产生40KHz方波信号，通过推挽放大驱动超声波发射器向外发射超声波信号，同时开始计时，超声波信号经障碍物反射后被超声波接收器接收，利用接收芯片接收并将信号传至单片机，单片机通过发射与接收之间的时间差，即可计算障碍物的距离。
并通过程序的设计利用四位数码管将探测结果直观显示出来。
基于单片机的超声波测距系统易实现，成本低，精确度高，并且容易做到实时控制，具备较强的实用性。
【关键词】：单片机，超声波，测距ABSTRACTSCM is an integrated circuit chip, ultra-large scale integrated circuit technology is used with data processing capabilities to the central processing unit CPU random access memory RAM, read-only memory ROM, a variety of I / O port and interrupt system, timers / timer other functions (and possibly the display driver circuit, pulse width modulation circuit, analog multiplexers, A / D converter circuit) into a single silicon wafer consisting of a small but complete computer system.SCM has a simple structure, control, light weight, etc., in the machinery and electronics, aerospace, metallurgy and many other areas of mining, and household appliances have been widely used, played a huge role.Ultrasonic point to strong energy dissipation is slow, the spread in the medium distance, and therefore frequently used ultrasonic distance ing ultrasonic ranging rapid, convenient, simple computation and easy to do real-time control and measurement precision can be achieved in the practical requirements of industry, so widely used.Ultrasound technology is a common technique used in all walks of life tobe, it is through ultrasound generation, transmission and reception of thephysical process of completion.Ultrasound technology is currently widely usedin various industrial sectors of the ultrasonic probe, ultrasonic welding,ultrasonic testing and ultrasonic medical care.Ultrasonic distance measurementsystem based on single chip easy to implement, low cost, high accuracy and easyreal-time control, with a strong practical.【KEY WORD】: microcontroller, ultrasound, ranging目录引言 (1)一、超声波测距原理 (1)（一）超声波发生器 (1)（二）压电式超声波发生器原理 (1)（三）超声波测距原理 (2)二、单片机STC89C52RC (3)（一）单片机简介 (3)（二）单片机引脚功能 (3)三、系统的组成 (5)四、系统的硬件设计 (5)（一）超声波发射电路 (5)（二）超声波接收电路 (6)（三）超声波传感器 (7)（四）显示电路 (8)（五）复位电路 (9)（六）时钟电路 (10)（七）电源电路 (10)（八）单片机程序ISP下载接口 (11)五、系统的软件设计 (11)（一）主程序 (11)（二）中断服务程序 (12)（三）距离计算子程序 (13)（四）显示子程序 (15)六、电路安装调试 (16)（一）实物焊接 (16)（二）电路调试 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录一原理图 (20)附录二PCB图 (21)附录三元件清单 (22)附录四源程序 (24)致谢 (34)引言由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
基于STC89C52单片机的超声波测距仪设计
示最 小分 辨率 为０ ． ０ １ ｍ， 测量盲 区小 于０ ． １ ５ 米， 且 重复性 好。 该 系统通 复位 电路 模块 设 计 过以Ｓ ＴＣ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机 为工作处理 器核心 ， 超 声波传感 器， 它是一种新 单片机 在启动 时都 需要复位， 以使 Ｃ Ｐ Ｕ及系统各部 件处 于确定 的 颖的被动 式超声波 探测器件， 能够 以非接触测 出前 方物 体距离 ， 并将 其 初始 状态 ， 并从初态 开始 工作 。 ８ ９ 系列单片机 的复位信号 是从Ｒ ｓ Ｔ 引脚 转化 为相应 的 电信号 输出。 该报警 器的最 大特点就 是使 用户能 够操 作
一
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 平 时间｝ 声速（ ３ ４ ０ Ｍ／ Ｓ ） ） ／ ２ 。
设计 等几个 阶段 。 系统 采用Ｓ ＴＣ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机作为核 心控制 单元 ， 当测 时序 图表 明只需要 提供 一个 １ ０ ｕ Ｓ 以 上脉 冲触发信号 ， 该 模块 内部 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 将发 出８ 个４ ０ Ｋ Ｈｚ 周期电平并 检测 回波 。 一旦检测到有 回波信 号 Ⅱ 输出
ｌ ｕｓ 。
声音报警电路攥块设计
通过超声波 来实现 。 ｓ Ｔ ｃ ８ ９ ｃ ５ ２ 是Ｓ Ｔ ｃ 系列单片 机 里应用此较广泛 的一款 ， 本 用一 个Ｓ ｐ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ 和三极管、 电阻接 到单片机的Ｐ ｌ ３ 引脚上 ， 构成声音 文主要是利 ￣ Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机、 超声波传感器完成测距报警系统的制作。 报警电路。
：
一
误差 分析 要 想判断 捕获 到的第一 个回波确 定准确的 接受时 间， 必须对 收到 的信号进行足够的放 大， 否则不正确 的判断 回波时 间， 会对超 声波测量 Ｓ ＴＣ８ ９Ｃ５ ２ 。 精 度产生 影响。 主控 制器 模 块 超 声波在 大气中传播的速度受介 质气体的温度 、 密度及气体分子成 ＿ 蜂鸣器报警 ， ４ 侄 数 码 管 显 分的影响 。 实际情况下， 温度每上 升或者下降 ｌ 度， 声速将增加 或者减少 模块 ■— — 一 一 ～ 模块 Ｏ ． ６ ０ ７ ｍ／ ｓ ， 这个 影响对于较 高精度的测量是相 当严重的。 圉 １系统总体设计图 主 控制 模块 设计 结 论 Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ ２ 、 超声波传感器、 按键 、 四位数码管、 蜂 鸣器等 一些单片 对 所 设 计 的 硬 件 电 路 进 行 测 量 、校 准 发 现 其 测 量 范 围
基于STC89C52的无线超声波测距系统的研究与设计
基于STC89C52的无线超声波测距系统的研究与设计一、本文概述随着无线通讯技术和超声波测距技术的快速发展，无线超声波测距系统因其非接触、高精度、实时性强等优点，在机器人导航、智能车辆、工业自动化等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究与设计一种基于STC89C52单片机的无线超声波测距系统，旨在实现测距的高精度、快速响应和无线通信功能。
本文首先介绍无线超声波测距系统的基本原理和STC89C52单片机的特点，分析其在测距系统中的应用优势。
接着，详细阐述系统硬件设计，包括超声波发射与接收电路、STC89C52单片机最小系统、无线通信模块等关键部件的选型与设计。
在系统软件设计方面，本文将介绍测距算法的实现，包括超声波信号的发射与接收控制、距离计算等关键步骤。
还将探讨如何通过软件优化提高测距精度和响应速度。
本文还将对系统进行实验验证，包括硬件电路测试、软件功能调试和整体性能测试。
通过对实验结果的分析，评估系统的性能指标，如测距精度、响应时间和无线通信稳定性等。
总结本文的研究成果，并对未来研究方向进行展望。
本文旨在通过深入研究与设计基于STC89C52单片机的无线超声波测距系统，为相关领域提供一种高性能、低成本的测距解决方案，推动无线超声波测距技术的进一步应用与发展。
二、超声波测距原理及关键技术超声波测距系统主要依赖于超声波在空气中的传播速度以及回波时间来进行距离测量。
STC89C52单片机作为系统的核心控制单元，负责控制超声波的发射与接收，以及处理相关数据以计算距离。
超声波测距的基本原理是：当超声波发射器发出超声波后，这些声波在空气中传播，遇到障碍物后被反射回来，由接收器接收。
由于超声波在空气中的传播速度（约为340m/s）是已知的，通过测量超声波从发射到接收的时间差，就可以计算出超声波传播的距离，从而得到障碍物与测距系统之间的距离。
计算公式为：距离 = (超声波速度×时间差) / 2。
在基于STC89C52的无线超声波测距系统设计中，有几个关键技术点需要特别关注：为了有效地发射和接收超声波，需要设计合适的发射和接收电路。
基于STC89C52单片机的超声波测距系统设计
基于STC89C52单片机的超声波测距系统设计吴恩仪，陈凌君（福建农林大学，福建 福州 350000）摘 要：近年来，随着科技的不断发展，出现了很多新技术，在测距方面，有红外测距、超声波测距、激光测距等技术。
笔者以单片机作为处理器，以超声波接收模块作为距离传感器，设计了一个基于超声波的测距系统，可以实时显示所测的距离，并进行语音播报。
该系统结构简单，体积较小，便于使用。
文章从引言、硬件设计、软件设计等方面详细地介绍了该测距系统，说明了超声波测距的广阔前景。
关键词：超声波测距；语音播报；单片机中图分类号：TM383.6 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）06-0124-01——————————————作者简介： 吴恩仪（1999—），女，福建福州人，本科，研究方向：车辆工程。
在日常生活中，常有车辆倒车不当发生事故的情况。
超声波测距不易受环境的干扰，具有体积小、处理信息简单可靠、且易于集成的优点，为解决上述问题提供了一个良好的解决方案。
基于以上理念，文章设计的超声波测距系统是在一定的量程范围内，出现障碍物时，通过超声波模块测量出距离，同时显示在LCD 屏幕上，由语音模块播报距离并播报是否在量程内，在超出量程范围时，蜂鸣器和LED 灯也会进行声光报警，基本满足使用所需要求[1]。
1 系统整体构建该系统由超声波模块、按键模块、语音模块、LCD1602液晶显示模块、声光报警模块以及STC89C52单片机、电源、复位电路、晶振电路等组成的单片机最小系统等构成。
2 系统硬件设计2.1 单片机最小系统单片机最小系统由电源、STC89C52单片机、复位电路、晶振电路构成。
该单片机系统的工作电压为4.5～5.5V，所以通常使用USB 电源线连接电脑或者使用移动电源给系统供电。
在STC89C52单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶振，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。
基于STC89C52的超声波测距防撞系统设计
２０１１笠 第６期
仪表技术与传感器
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ Ｓｅｎｓｏｒ
ｍｅｔｈｏｄ Ｃａｌｌ．ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｄｗａｒｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒａｎｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｋｅｙ
ｄｉｓｐｌａｙ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｉｔ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ
ａ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｕｓｉｎｇ ＬＣＤｌ６０２ ｔｏ ｅｎｅｅｄ ｂｙ ｅｘｔｅｒｎａｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｆｏｒ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｉｎｆｌｕ－
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｉｓ
圉３超声波发射电路图
下对重点部分进行简要的说明。
２．２超声波接收模块 超声波接收电路作用是根据定时器中断计算超声波从发 射到接收的时间间隔ｔ。接收电路主要由集成电路ＣＸ２０１０６Ａ 组成，ＣＸ２０１０６Ａ是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电 视机红外遥控接收器。由于红外遥控常用载波频率为３８
ｋＨｚ，
小车停止３ ｓＩ
ｅｌｓｅ／／ｓｉｄｅ＝＝Ｏ代表向左 ｛ｄｕｏｊｉ＿ｐｗｍ＝（ａｎｇｌｅ＋１３）； ｍｏｔｏｒ＿ｒｕｎ（ｄｉｒｅｃｔ，１０）；／／・ａｎｇｌｅ，１０）；｝｝｝
骑擅指示灯亮
点亮二极管） Ｉ
¨车饲退２ｓＩ
小车右转ｌ
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计LT摘要随着科技的发展、自动化程度的提高以及电子产品的普及，电子测距产品也走进了人们的视野。
相对于普通的测量工具，它具有数字式显示、测距精准以及可智能化控制等优点。
本系统是利用STC89C52单片机和超声波测距模块进行设计制作的智能化测距仪，主要实现距离的检测、数字式显示，以及超限报警等功能。
基于单片机的超声波测距仪是以单片机为控制核心，通过超声波测距模块对被测物体发射超声波，利用超声波在空气中的传播速度和发射到接收到超声波所用时间计算得到距离。
测距原理简单、容易实现，并且在生产生活中可以得到广泛使用和推广，具有实际性意义。
关键词：单片机STC89C52，超声波传感器，基于单片机的超声波测距仪。
Ultrasonic rangingAbstract：With the development of science and technology, the improvement of automation and the popularity of electronic products, electronic product range also went into people's horizons. Compared with the common measuring tool, it has a digital display, ranging precision and intelligent control, etc.This system is using STC89C52 MCU and ultrasonic ranging module to design the intelligent range finder, mainly realize the distance detection, digital display, and transfinite alarm and other functions. Based on single chip ultrasonic range finder based on single chip microcomputer as control core, the object to be measured by the ultrasonic ranging module of launch ultrasonic wave, using the ultrasonic velocity in air and launch time to calculate the distance used to receive the ultrasonic. Ranging principle is simple, easy to implement, and can be widely used in production and life and the promotion, has practical significance.Key words:microcontroller STC89C52, ultrasonic sensors, ultrasonic range finder based on singlechip.目录摘要.................................... Ultrasonic ranging .. (I)第一章绪论 01.1 需求分析 01.2可行性分析 (1)第二章单片机的概述 (2)2.1单片机的含义及组成 (2)2.2单片机的发展 (3)2.3单片机的特点 (3)2.4单片机的应用 (4)第三章基于单片机的超声波测距仪总体设计方案53.1超声波测距仪的系统设计 (5)3.2主控制器 (5)3.3 显示电路 (6)3.4 超声波测距模块 (7)3.4.1 HC-SR04超声波测距模块的特性 73.4.2 HC-SR04超声波测距模块的引脚 73.4.3 HC-SR04超声波测距模块的工作原理 (8)3.4.4 超声波时序图 (9)3.4.5 HC-SR04超声波测距模块的电路设计 (9)第四章基于单片机的超声波测距仪的硬件设计 114.1电源指示灯电路 (11)4.2 单片机主板电路 (11)4.2.1时钟电路 (11)4.2.2复位电路 (12)4.3数码管显示电路 (12)4.4距离测量电路 (13)4.5蜂鸣器电路 (14)4.6系统原理电路 (15)第五章基于单片机的超声波测距仪的软件设计 165.1主程序 (16)5.2距离测量子程序 (17)5.3距离显示子程序 (20)5.4超限距离调节子程序 (22)5.5 超限报警子程序 (24)总结 (26)致谢 (26)展望 (26)附录A (27)附录B (28)参考文献 (35)江苏师范大学本科生毕业设计基于单片机的超声波测距仪设计第一章绪论本文主要讲解的是基于单片机的超声波测距仪，它是以STC89C52为核心，以超声波测距模块为距离传感器的测距产品，其应用范围广泛，融入到各行各业。
基于STC89C52的超声波语音测距仪设计
ｉ
关 外 中断
ｌ
读取 时 间值
ｉ
计算 测量 距离
』
语音 报数 、 涪 晶显 示
Ｉ
图 ５ 三 线 串 口控 制 时 序 图
Ｌ Ｃ Ｄｌ ∞２
开外静中断 ｌ
Ｉ 返 回 Ｉ
图 ７ 主 程序 流 程 图 图 ８ 外 部 中 断 子 程序 设 计
图 ６ 液 晶 显 示 电路
０ ． ２ ｃ ｍ。
考虑到超声波传播速度与环境温度的关系， 即： ｖ ＝ 、 ／ １ ＋ ｉ ，
超 声 波 发 射 哇 略ｋ ； ： ＝
超声渡接 收电路 Ｉ ＝ ＝） Ｓ Ｔ ｏ ８ ９ Ｏ ５ ２
该模块有 四个端 口， 如 图３ 所示 。 其工作原理是 ： （ １ ） 给脉冲触发 引脚Ｔ ｉ ｒ ｇ 端输入最少为 ｌ ０ ｓ 的高 电平信号 ， （ ２ ） 输入高 电平信 号后 ， 波模块 自动发送８ 个４ ０ ｋ Ｈｚ 的方波 ， 在发送方波后再进行 自动检 测有
没有信号返 回 ； （ ３ ） 如果检测 到有信号返 回时， 则通 过Ｅ ｃ ｈ ｏ 端 口输出 个高 电平 ， 这个高 电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时 间， 然后就可 以计算 出距离 。 ３ ． ３语 音播 报 电路 该电路采用 的是ＷＴ Ｗ－ １ ６ Ｐ 模 块， 如图４ 所示 。 该模块内部 采用 ＷＴ５ ８ ８ Ｄ－ ２ ０ Ｓ Ｓ 语音 芯片 作为 核心控制 电路 ， 包含 了ｓ Ｐ Ｉ — Ｆ Ｌ Ａ ｓ Ｈ、 复位 电路 、 震荡 电路等外围电路。 ＷＴ ５ ８ ８ Ｄ 是一款可重复擦除烧写的 语音单片机芯片 ， 配套ＷＴ ５ ８ ８ Ｄ Ｖ ｏ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｐ Ｊ ： 位机操作软 件可随意 更换任何一种 控制模式 ， 把信 息下载￣ ｊ ｓ Ｐ ｉ — Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 上 即可［ ５ １ 。 本设计采用三线 串口控制模 式 ， 通过片选 Ｃ Ｓ （ Ｐ ０ ２ ） 、 数据Ｄ ＡＴ Ａ （ Ｐ Ｏ Ｄ、 时钟 Ｃ Ｌ Ｋ（ Ｐ ０ ３ ） 三个 串口可 以对语音芯片进行控制 ， 不需要采 用按 键 ， 支持Ｐ ＷＭ音频输 出， 直接驱 动扬声器 。 三 线串 口控制时序
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接口实验报告
题目：基于STC89C52的超声波测距系统设计
一．实验目的
通过本次实验，掌握单片机的C语言程序设计，利用VC设计界面程序，实现单片机和PC机的通信。
深入了解单片机内部结构，增强分析能力，并在实践过程中发现问题、解决问题，提高设计和调试微机应用系统的能力。
二．实验方案论证
本实验采用了三个定时器和串口直接下载，在本科使用过的AT89S52只要两个定时器，并且只能用专门的下载器去下载程序，所以它已经不能满足本次实验所设计的系统的要求。
而微处理器STC89C52单片机内部有三个定时器。
还支持ISP下载，只要一个MAX232和一些廉价的元件就能写程序，就不用专门的下载口和下载器，直接用串口下载。
并且它是一款增强型51单片机，完全兼容MCS-51，价格较低，还增加了新的功能，比如新增两级中断优先级，多一个外中断，内置EEPROM，硬件看门狗，具有掉电模式，512B数据存储器，8K程序存储器等，这大大方便了本系统的设计。
本实验设计的系统选用的超声波传感器为T/R40，可以通过控制产生40kHz 的方波，来人工控制超声波传感器对超声波的收发。
产生40kHz的方波我首先想
到的是用NE555产出，经过实践调试特难。
通过在网上查阅资料，发现用单片机的定时器产生既避免了调试困难，又精确。
所以本系统由单片机使用定时器1编程产生40kHz的方波。
由P1.6口输出，再经过74LS04驱动超声波传感器T40发射超声波。
发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波传感器R40接收到信号.通过接收电路的检波放大、积分整形及一系列处理送至单片机。
单片机将发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔通过串口发送给上位机，上位机利用声波的传播速度与时间数据计算出到障碍物的距离。
另外，为了提高测距的精度，本系统采用温度补偿修正声速。
测温模块主要由18B20完成。
三．系统整体框图
四．系统软硬件设计
1 系统硬件设计
1.1 RS232电平转换电路
52单片机的串口是RS-232C标准串口.RS-232标准时在RS-232标准的基础上经过改进形成的。
其适合于数据速率在0至20kb/s范围内的通信，本次实验传送数据时波特率为9600，8位数据，无校验。
具体电路图如下：
图1 RS232电平转换电路
1.2 单片机及电源接口部分电路
单片机部分的复位及晶振电路都是常见的接法，电源用一个按键控制接通与断开，使得程序下载变得方便。
具体电路如下：
图2 单片机部分电路
图3电源部分电路
1.3超声波发射电路
为了提高发射强度，发射电路由反相器74LS04和超声波换能器构成，用推免形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。
输出端采用
两个反相器并联，用于提高驱动能力。
图4是数字电路构成的超声波发射电路，它有单片机输出的40KHZ的方波信号一路径一级反相器后送到超声波换能器的一个电极，另一路径两级反相器后送到超声波换能器的另一个电极。
具体电路如下：
图4超声波发射电路
1.4超声波接收电路
超声波接收电路主要由CX20106A构成。
集成电路CX20106A是日本索尼公司的一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。
CX20106A用于在输入信号过强时防止前置放大器过载，内部设有带通滤波器，频率f0可由5脚的外接电阻或电位器调节。
使用时调节方便，抗电磁干扰能力强。
考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路，实验证明，用CX20106A接收超声波（无信号时输出高电平）具有很高的灵敏度和抗干扰能力。
适当的更改电容C11的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
具体电路如下：
图5超声波接收电路
1.5温度修正电路
电路主要采用MAXIM 公司的DS18B20作为温度传感和测量装置，测量分辨率可选9位或12位。
因此完全可以满足普通条件下的测温要求。
DS18B20采TO 一92型封装只有3个引脚，一根电源线，一根地线，一根数据线，每片DS18B20有一个64位串行代码存储器。
这里用P3.6口作为与DS18B20的数据输入输出口。
具体电路如下：
图6温度修正电路
1.5出错报警电路
若上位机和下位机传输数据时出错则通过P1.7控制蜂鸣器产生报警。
具体电路如下：
图7出错报警电路
2. 系统软件设计
软件设计主要包括两个部分，一是单片机程序设计，二是上位机程序设计。
单片机部分主要包括两部分，一是超声波发射程序的设计；二是超声波接收程序的设计。
2.1.1超声波发射程序的设计
超声波发射所需的40KHZ的方波脉冲是通过单片机定时器/计数器T1工作在定时器工作方式2下产生的。
定时器/计数器工作方式2具有自动重装计数初值的功能。
不但省去了用户程序中的重装指令，而且也有利于提高计时精度，非常实用与循环定时或循环计数的应用。
超声波的发射频率f0=40KHZ即周期T=1/f0=25us 那么超声波发射口P1.6口的输出电平经过1/2T即1/2*25us=12us就要跳变一次，可以使用定时器/计数器T1定时12us产生中断，在中断程序中改变P1.6口的输出电平。
正因为在工作方式2下当计数溢出后可以将计数初值重新加载到TL0中重新计数，所以可以通过软件对超声波脉冲数进行控制，产生一串符合要
求的超声波脉冲。
2.1.2超声波接收中断程序的设计
与超声波发射程序相比，接收程序的设计要简单的多。
主程序用外部中断0检测超声波返回信号，一旦接收到返回的超声波(P3.2引脚出现低电平)，立即进入中断程序。
进入该中断后就立即关闭计时器T0，T1停止计时，并将计数值赋给变量，同时测距成功标志位赋1.如果当T0溢出时还未检测到超声波返回信号，则将外部中断0关闭，并准备下一个超声波的发射。
总起来说下位机程序主要实现采集超声波传播时间值和温度，即时将数据传送给上位机。
为确保数据正确，系统采集三次时间值，取三者中间值为最后结果。
然后数据传送过程中单片机先发送0xff、0xaa作为握手信号，然后再将两字节
数据
行中，自PC息以
错重传信息。
单片机串口接收采用中断方式。
下位机软件主流程图如下图7所
示：
2.2 上位机程序设计
1KHZ 正弦波时的图形
250HZ 正弦波时的图形100HZ 正弦波时的图形
20HZ 正弦波时的图形
2HZ 正弦波时的图形
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