用51单片机实现HC-SR04超声波测距程序
用51单片机设计超声波测距系统的设计原理及电路(附源程序)
基于51单片机的超声波测距仪说明书引言超声波测距仪，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。
利用超声波指向性强，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。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。
一、性能要求该超声波测距仪，要求测量范围在0.08-3.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
二、工作原理及方案论证超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
用超声波传感器产生超声波和接收超声波，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（timeofflight）。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。
根据要求并综合各方面因素，采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距仪的系统框图如下图所示：图1 超声波测距仪系统设计框图三、系统硬件部分硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。
1.单片机系统及显示电路单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。
单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送，然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。
基于51单片机的超声波测距系统
封面目录摘要.........................................................错误!未定义书签。
一. 绪论......................................................错误!未定义书签。
二．超声波测距的原理..........................................错误!未定义书签。
超声波的基本理论.............................................错误!未定义书签。
超声波测距系统原理...........................................错误!未定义书签。
三. 系统硬件的具体设计与实现..................................错误!未定义书签。
系统原理和框图...............................................错误!未定义书签。
功能模块的设计...............................................错误!未定义书签。
单片机介绍...............................................错误!未定义书签。
STC89C52管脚说明....................................错误!未定义书签。
STC89C52主要特性....................................错误!未定义书签。
芯片擦除..............................................错误!未定义书签。
超声波测距模块HC-SR04 ..................................错误!未定义书签。
产品特点.............................................错误!未定义书签。
基于51单片机的超声波测距系统的设计
-55-/2011.10/基于51单片机的超声波测距系统的设计衡水职业技术学院 曹月真【摘要】详细介绍了超声波测距原理以及基于51单片机的测距原理。
以HC-SR04超声波测距模块为核心实现超声波的发射与接收，采用LCD12864显示所测距离。
为了避开超声波从发射探头到接收探头的“敏感时间”，采用了“延时接收”的方法。
【关键词】超声波；单片机；测距一、设计任务和性能指标（一）设计任务利用单片机及外围接口电路设计制作一个超声波测距仪器，用液晶显示器将测出的距离显示出来。
要求画出系统的电路原理图，实物图，绘出程序流程图，并给出程序清单。
（二）性能指标距离显示：用LCD液晶显示器进行显示（单位是米）。
测距范围：10cm到400cm的距离感测功能，测距精度可达到5mm以内。
二、设计方案按照系统设计的功能要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块共四个模块组成（如图1）。
单片机主控芯片使用51系列AT89S52单片机，该单片机工作性能稳定，同时也是在单片机课程设计中经常使用到的控制芯片。
显示模块采用LCD12864，其突出优点就是可以显示汉字等字符，且与单片机的接口简单，操作方便。
超声波发射模块和接收模块采用HC-SR04超声波测距模块，该模块性能稳定，测量距离精确，精度高，盲区（2cm）超近。
三、主控电路本系统采用了STC89S52作为主控电路，图2为主控电路原理图，图3为主控电路实物图。
STC89S52为STC公司的一款通用单片机，其操作简便，功能强大，适用于简单的控制系统的数据处理和动作控制方面。
该芯片加密性强，具有超强抗干扰性能：1.高抗静电（ESD保护）2.轻松过2KV/4KV快速脉冲干扰（EFT 测试）3.宽电压，不怕电源抖动4.宽温度范围：-40℃～85℃5.I/O口经过特殊处理图1 系统设计框图图2 超声波测距模块图34.结论本文所设计的积分器采用电流模相乘器的结构，同时结合可逆计数器控制，实现了斜率自适应功能。
基于51单片机超声波测距系统方案
目录摘要 (1)一. 绪论 (2)二．超声波测距的原理 (3)2.1 超声波的基本理论 (3)2.2 超声波测距系统原理 (7)三. 系统硬件的具体设计与实现 (8)3.1 系统原理和框图 (8)3.2 功能模块的设计 (8)3.2.1 单片机介绍 (8)3.2.1.1 AT89C51管脚说明 (9)3.2.1.2 AT89C51主要特性 (10)3.2.1.3芯片擦除 (11)3.2.2 超声波测距模块HC-SR04 (11)3.2.2.1 产品特点 (11)3.2.2.2 基本原理 (12)3.2.2.3 电气参数 (12)3.2.2.4 超声波时序图 (12)四. 系统软件设计 (13)1. 程序设计思路 (13)2. 程序流程图 (13)3. 程序 (14)五. 总结 (15)六. 致 (16)七. 参考文献 (17)八．附录 (18)1.原理图 (18)2.PCB图 (19)3.主程序 (19)摘要基于传统的测距方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。
本系统主要以AT89C51单片机为核心，结合超声波测距模块HC-SR04、数码管、蜂鸣器等硬件平台，对超声波测距系统的原理、数码管显示、单片机的应用等进行了分析和验证。
关键词：超声波测距模块，AT89C51，数码管。
AbstractIn many special occasions, traditional measuring distance methods based on the existence of insurmountable distance measuring defects, such as the measurement of corrosion in the liquid with strong electromagnetic interference, toxic and other adverse conditions. The ultrasonic range can be a very good solution to the problem. This system mainly uses AT89C51 microcontroller as the core，hardware platform combined with the HC-SR04 ultrasonic ranging module，digital tube，buzzer etc. Analyzed and validated the principle of ultrasonic ran，d igital tube’s display，the application of single-chip microcomputer etc.Keywords: ultrasonic ranging module，AT89C51，Digital tube.一. 绪论随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
一种基于51单片机的超声波测距设计
一种基于51单片机的超声波测距设计作者：孙李生来源：《魅力中国》2018年第46期摘要：在日常生活中，测量距离具有重要意义。
在实际的生产过程中，采用超声波测距的方法具有造价低、应用领域广的明显优势。
对此，本文介绍了一种基于51单片机的超声波测距设计，该系统选用STC89C-51单片机作为处理芯片，采用超声波模块HC-SR04进行距离测量。
该系统具有结构简单、成本低、操作方便、测量精度高等优点。
关键词：51单片机；超声波；测距；温度一、绪论距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。
而超声波是一种频率高于20kHz，波长较短，在空气中传播过程中以纵波形式传输的机械波。
由于超声波的速度相对光速小的多，具有较好的方向性，其傳播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。
超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。
因为它是非接触式的，所以它就能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。
二、超声波电路原理超声波测距是借助于超声波脉冲回波渡越世间法来实现的。
设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为t，在空气中的传播速度为c，则距离s可由以下公式求出：s = c*t/2本文采用的超声波模块是HC-SR04，当模块的触发信号发出10μs的高电平之后，模块自动发出8个40Khz的方波，并自动检测是否有信号返回；当有信号返回时，通过51单片机上的IO口输出一个高电平，此时高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
该模块的有效测量范围为0.02～4 m，能够达到毫米级的测量精度。
三、超声波测距系统的组成本系统的主体框架包含以下几个部分：由STC89C51主控芯片、超声波测距电路、显示电路、复位电路、供电电路等几部分组成，STC89C51单片机外接5 V直流电源，采用了12V转5V的稳压电源。
超声波测距模块SR04测试程序51单片机（串口助手,串口通信）
超声波测距模块SR04测试程序51单⽚机（串⼝助⼿,串⼝通信）#include#includetypedef unsigned char uint8;typedef unsigned int uint16;sbit Trig=P3^3;//触发引脚定义sbit Echo=P3^2;//测量引脚定义uint16 distance;//定义全局变量/******************************************延时让Trig引脚产⽣⼤于10us的脉冲********************************************/void delay(){uint8 i;for(i=0;i<100;i++);}//初始化void init(){EA=1;//开总中断IT0=0;//外部中断0，低电平触发TMOD|=0x01;//定时器0 ⼯作模式1TH0=0;TL0=0;TR0=0;}//串⼝设置void UART_init(){SCON=0x50;TMOD=0x20;TH1=0xFD;TL1=0xFD;TR1=1;}//发送⼀个字节void UART_send_byte(uint8 dat){SBUF=dat;while(TI==0);TI=0;}//发送⼀组测得的distancevoid UART_send_dat(uint16 temp){UART_send_byte((temp/10000)%10 + '0');UART_send_byte((temp/1000)%10 + '0');UART_send_byte((temp/100)%10 + '0');UART_send_byte((temp/10)%10 + '0');UART_send_byte('.');UART_send_byte(temp%10 + '0');UART_send_byte('c');UART_send_byte('m');}//主函数main(){UART_init();//初始化init(); //初始化Trig=0;//先把引脚拉低while(1)//进⼊循环{Trig=1;delay();//产⽣脉冲Trig=0;while(Echo==0);//等待引脚被拉⾼TR0=1;//打开定时器0EX0=1;//打开中断while(TH0<250);//正在测量数据，需要等待TR0=0;TL0=0;TH0=0;UART_send_dat(distance);//向串⼝发送测得的distanceUART_send_byte('\r');UART_send_byte('\n');}}void extra_interrupt() interrupt 0 //外部中断0{distance=(256*TH0+TL0)*0.184;//测得最⼩精度位mm（晶振为11059200Hz）//P0=Echo;EX0=0;//关闭中断}/********************关于上式的计算**************(256*TH0+TL0)机器周期个数⼀个机器周期*⾳速/2=(12/11059200)*340/2=0.184*************************************************/。
HC-SR04超声波测距的51单片机程序
lcdrs=1;
P2=date;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void chushihua1602()
{
lcden=0;
write_order(0x38);
write_order(0x0c);
write_order(0x06);
write_order(0x01);
void zd3() interrupt 3//T1中断用来扫描数L1=0x30;
timer++;
if(timer>=400)
{
timer=0;
trig=1;//800MS启动一次模块
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
{
write_date(a[n]);
delay(3);
}
}
}
a[11]=(s%10000%1000/100)+0x30;
a[12]=(s%10000%1000%100/10)+0x30;
a[13]=(s%10000%1000%100%10)+0x30;
}
else//超出测量范围显示
{
flag=0;
a[9]='w';
a[10]='r';
a[11]='o';
a[12]='n';
write_date(a[0]);
write_date(a[1]);
write_date(a[2]);
write_date(a[3]);
(完整word版)用51单片机实现HC-SR04超声波测距程序(word文档良心出品)
#include <reg52.h> //包括一个52标准内核的头文件#define uchar unsigned char //定义一下方便使用#define uint unsigned int#define ulong unsigned longsbit Trig = P1^0; //产生脉冲引脚sbit Echo = P3^2; //回波引脚sbit test = P1^1; //测试用引脚uchar code SEG7[10]={~0xC0,~0xF9,~0xA4,~0xB0,~0x99,~0x92,~0x82,~0xF8,~0x80,~0x90};//数码管0-9uint distance[4]; //测距接收缓冲区uchar ge,shi,bai,temp,flag,outcomeH,outcomeL,i; //自定义寄存器bit succeed_flag; //测量成功标志//********函数声明void conversion(uint temp_data);void delay_20us();void main(void) // 主程序{uint distance_data,a,b;uchar CONT_1;i=0;flag=0;test =0;Trig=0; //首先拉低脉冲输入引脚TMOD=0x11; //定时器0，定时器1，16位工作方式TR0=1; //启动定时器0IT0=0; //由高电平变低电平，触发外部中断ET0=1; //打开定时器0中断EX0=0; //关闭外部中断EA=1; //打开总中断0while(1) //程序循环{EA=0;Trig=1;delay_20us();Trig=0; //产生一个20us的脉冲，在Trig引脚while(Echo==0); //等待Echo回波引脚变高电平succeed_flag=0; //清测量成功标志EX0=1; //打开外部中断TH1=0; //定时器1清零TL1=0; //定时器1清零TF1=0; //TR1=1; //启动定时器1EA=1;while(TH1 < 30);//等待测量的结果，周期65.535毫秒（可用中断实现）TR1=0; //关闭定时器1EX0=0; //关闭外部中断if(succeed_flag==1){distance_data=outcomeH*256+outcomeL;distance_data= (distance_data*1.87)/100;} //为什么除以58等于厘米，Y米=（X 秒*344）/2// X秒=（2*Y米）/344 ==》X 秒=0.0058*Y米==》厘米=微秒/58if(succeed_flag==0){distance_data=0; //没有回波则清零test = !test; //测试灯变化}/********************************************每循环3次就显示结果一次*********************************************/a=distance_data;if(b==a) CONT_1=0;if(b!=a) CONT_1++;if(CONT_1>=3){ CONT_1=0;b=a;conversion(b);}}}//***************************************************************//外部中断0，用做判断回波电平INTO_() interrupt 0 // 外部中断是0号{outcomeH =TH1; //取出定时器的值outcomeL =TL1; //取出定时器的值succeed_flag=1; //至成功测量的标志EX0=0; //关闭外部中断}//****************************************************************//定时器0中断,用做显示timer0() interrupt 1 // 定时器0中断是1号{TH0=0xfd; //写入定时器0初始值TL0=0x77;switch(flag){case 0x00:P0=ge; P2=0xfe;flag++;break;case 0x01:P0=shi;P2=0xfd;flag++;break;case 0x02:P0=bai;P2=0xfb;flag=0;break;}}//显示数据转换程序void conversion(uint temp_data){uchar ge_data,shi_data,bai_data ;bai_data=temp_data/100 ;temp_data=temp_data%100; //取余运算shi_data=temp_data/10 ;temp_data=temp_data%10; //取余运算ge_data=temp_data;bai_data=SEG7[bai_data];shi_data=SEG7[shi_data];ge_data =SEG7[ge_data];EA=0; //显示数据的时候不要测量bai = bai_data;shi = shi_data;ge = ge_data ;EA=1;}//****************************************************************** void delay_20us(){ uchar bt ;for(bt=0;bt<100;bt++);}。
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#include <reg52.h> //包括一个52标准内核的头文件
#define uchar unsigned char //定义一下方便使用
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
sbit Trig = P1^0; //产生脉冲引脚
sbit Echo = P3^2; //回波引脚
sbit test = P1^1; //测试用引脚
uchar code SEG7[10]={~0xC0,~0xF9,~0xA4,~0xB0,~0x99,~0x92,~0x82,~0xF8,~0x80,~0x90};//数码管0-9
uint distance[4]; //测距接收缓冲区
uchar ge,shi,bai,temp,flag,outcomeH,outcomeL,i; //自定义寄存器
bit succeed_flag; //测量成功标志
//********函数声明
void conversion(uint temp_data);
void delay_20us();
void main(void) // 主程序
{
uint distance_data,a,b;
uchar CONT_1;
i=0;
flag=0;
test =0;
Trig=0; //首先拉低脉冲输入引脚
TMOD=0x11; //定时器0，定时器1，16位工作方式
TR0=1; //启动定时器0
IT0=0; //由高电平变低电平，触发外部中断
ET0=1; //打开定时器0中断
EX0=0; //关闭外部中断
EA=1; //打开总中断0
while(1) //程序循环
{
EA=0;
Trig=1;
delay_20us();
Trig=0; //产生一个20us的脉冲，在Trig引脚
while(Echo==0); //等待Echo回波引脚变高电平
succeed_flag=0; //清测量成功标志
EX0=1; //打开外部中断
TH1=0; //定时器1清零
TL1=0; //定时器1清零
TF1=0; //
TR1=1; //启动定时器1
EA=1;
while(TH1 < 30);//等待测量的结果，周期65.535毫秒（可用中断实现）
TR1=0; //关闭定时器1
EX0=0; //关闭外部中断
if(succeed_flag==1)
{
distance_data=outcomeH*256+outcomeL;
distance_data= (distance_data*1.87)/100;
} //为什么除以58等于厘米，Y米=（X 秒*344）/2
// X秒=（2*Y米）/344 ==》X 秒=0.0058*Y米==》厘米=微秒/58
if(succeed_flag==0)
{
distance_data=0; //没有回波则清零
test = !test; //测试灯变化
}
/********************************************
每循环3次就显示结果一次
*********************************************/
a=distance_data;
if(b==a) CONT_1=0;
if(b!=a) CONT_1++;
if(CONT_1>=3)
{ CONT_1=0;
b=a;
conversion(b);
}
}
}
//***************************************************************
//外部中断0，用做判断回波电平
INTO_() interrupt 0 // 外部中断是0号
{
outcomeH =TH1; //取出定时器的值
outcomeL =TL1; //取出定时器的值
succeed_flag=1; //至成功测量的标志
EX0=0; //关闭外部中断
}
//****************************************************************
//定时器0中断,用做显示
timer0() interrupt 1 // 定时器0中断是1号
{
TH0=0xfd; //写入定时器0初始值
TL0=0x77;
switch(flag)
{case 0x00:P0=ge; P2=0xfe;flag++;break;
case 0x01:P0=shi;P2=0xfd;flag++;break;
case 0x02:P0=bai;P2=0xfb;flag=0;break;
}
}
//显示数据转换程序
void conversion(uint temp_data)
{
uchar ge_data,shi_data,bai_data ;
bai_data=temp_data/100 ;
temp_data=temp_data%100; //取余运算
shi_data=temp_data/10 ;
temp_data=temp_data%10; //取余运算
ge_data=temp_data;
bai_data=SEG7[bai_data];
shi_data=SEG7[shi_data];
ge_data =SEG7[ge_data];
EA=0; //显示数据的时候不要测量
bai = bai_data;
shi = shi_data;
ge = ge_data ;
EA=1;
}
//****************************************************************** void delay_20us()
{ uchar bt ;
for(bt=0;bt<100;bt++);
}。