基于单片机的超声波测距报警系统设计

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基于单片机超声波测距系统的设计和实现

基于单片机超声波测距系统的设计和实现

基于单片机超声波测距系统的设计和实现超声波测距系统是利用超声波传播速度较快的特性,通过发射超声波并接收其回波来测量距离的一种常见的测距方式。

在本文中,我们将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计和实现。

一、系统设计原理超声波测距系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机和显示器组成。

其工作原理如下:1.发送超声波信号:超声波发射器通过单片机控制,向外发射超声波信号。

超声波的发射频率通常在40kHz左右,适合在空气中传播。

2.接收回波信号:超声波接收器接收到回波信号后,将信号经过放大和滤波处理后送入单片机。

3.距离计算:单片机通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。

以声速343m/s为例,超声波的往返时间与距离之间的关系为:距离=时间差×声速/2、通过单片机上的计时器和计数器来测量时间差。

4.数据显示:单片机将计算得到的距离数据通过显示器显示出来,实时展示被测物体与超声波传感器之间的距离。

二、系统设计步骤1.系统硬件设计:选择合适的超声波模块,其具有超声波发射器和接收器功能,并可通过接口与单片机连接。

设计好电源电路以及超声波传感器与单片机之间的连接方式。

2.系统软件设计:根据单片机的型号和编程语言,编写相应的程序。

包括超声波信号的发射和接收控制,计时和计数功能的编程,距离计算和数据显示的实现。

3.硬件连接和调试:将硬件连接好后,对系统进行调试。

包括超声波模块与单片机的连接是否正确,超声波信号的发射和接收是否正常,计时和计数功能是否准确等。

5.优化和改进:根据实际测试结果,对系统进行优化和改进。

如增加滤波和放大电路以提高信号质量,调整超声波模块的发射频率,改进显示方式等。

三、系统实现效果完成以上设计和实施后,我们可以得到一个基于单片机的超声波测距系统。

该系统使用简单,测距精度高,响应速度快,适用于各种距离测量的应用场景。

同时,该系统还可根据具体需求进行各种改进和扩展,如与其他传感器结合使用,增加报警功能等。

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计一、本文概述超声波测距技术因其非接触、高精度、实时性强等特点,在机器人导航、车辆避障、工业测量等领域得到了广泛应用。

STM32单片机作为一种高性能、低功耗的嵌入式系统核心,为超声波测距系统的设计提供了强大的硬件支持。

本文旨在设计一种基于STM32单片机的高精度超声波测距系统,以满足不同应用场景的需求。

二、超声波测距原理本部分将介绍超声波测距的基本原理,包括超声波的产生、传播、接收以及距离的计算方法。

同时,分析影响超声波测距精度的主要因素,为后续系统设计提供理论基础。

三、系统硬件设计3、1在设计基于STM32单片机的高精度超声波测距系统时,我们遵循了“精确测量、稳定传输、易于扩展”的总体设计思路。

我们选用了STM32系列单片机作为系统的核心控制器,利用其强大的处理能力和丰富的外设接口,实现了对超声波发射和接收的精确控制。

在具体设计中,我们采用了回波测距法,即发射超声波并检测其回波,通过测量发射与接收之间的时间差来计算距离。

这种方法对硬件的精度和稳定性要求很高,因此我们选用了高精度的超声波传感器和计时器,以确保测量结果的准确性。

我们还考虑到了系统的可扩展性。

通过STM32的串口通信功能,我们可以将测量数据上传至计算机或其他设备进行分析和处理,为后续的应用开发提供了便利。

我们还预留了多个IO接口,以便在需要时添加更多的传感器或功能模块。

本系统的设计思路是在保证精度的前提下,实现稳定、可靠的超声波测距功能,并兼顾系统的可扩展性和易用性。

31、1.1随着物联网、机器人技术和自动化控制的快速发展,精确的距离测量技术在各个领域的应用越来越广泛。

超声波测距技术作为一种非接触式的距离测量方式,因其具有测量精度高、稳定性好、成本相对较低等优点,在工业自动化、智能家居、机器人导航、安防监控等领域得到了广泛应用。

STM32单片机作为一款高性价比、低功耗、高性能的嵌入式微控制器,在智能设备开发中占据重要地位。

基于单片机的超声波测距系统的设计

基于单片机的超声波测距系统的设计

基于单片机的超声波测距系统的设计
超声波测距系统是一种常见的测距技术,它利用超声波的特性来测量物体与传感器之间的距离。

基于单片机的超声波测距系统是一种常见的应用,它可以广泛应用于工业自动化、智能家居、机器人等领域。

基于单片机的超声波测距系统主要由超声波传感器、单片机、LCD 显示屏和电源等组成。

超声波传感器是测距系统的核心部件,它可以发射超声波信号并接收反射回来的信号。

单片机是控制系统的核心部件,它可以对传感器发射的信号进行处理,并计算出物体与传感器之间的距离。

LCD显示屏可以显示测量结果,方便用户进行观察和操作。

在设计基于单片机的超声波测距系统时,需要注意以下几点:
1.选择合适的超声波传感器。

传感器的频率和探测距离是选择传感器时需要考虑的重要因素。

2.选择合适的单片机。

单片机的处理速度和存储容量是选择单片机时需要考虑的重要因素。

3.编写合适的程序。

程序需要能够对传感器发射的信号进行处理,并计算出物体与传感器之间的距离。

同时,程序还需要能够将测量结果显示在LCD显示屏上。

4.进行系统测试。

在完成系统设计后,需要进行系统测试,确保系统能够正常工作,并且测量结果准确可靠。

基于单片机的超声波测距系统具有测量精度高、响应速度快、体积小等优点,可以广泛应用于各种领域。

在未来,随着技术的不断发展,基于单片机的超声波测距系统将会得到更广泛的应用。

基于单片机控制的超声波测距系统的设计

基于单片机控制的超声波测距系统的设计

基于单片机控制的超声波测距系统的设计一、概述。

超声波测距技术是一种广泛应用的测距技术,它能够非常精确地测量物体到传感器的距离。

本文介绍的基于单片机控制的超声波测距系统主要由控制模块、信号处理模块和驱动模块三部分组成。

其中,控制模块主要实现超声波信号的发射与接收,信号处理模块主要实现对测量结果的处理和计算,驱动模块主要实现对LED灯的控制。

二、硬件设计。

1.超声波发射模块:采用 SR04 超声波发射传感器,并通过单片机的PWM 输出控制 SR04 的 trig 引脚实现超声波信号的发射。

2.超声波接收模块:采用SR04超声波接收传感器,通过单片机的外部中断实现对超声波信号的接收。

3.控制模块:采用STM32F103单片机,通过PWM输出控制超声波发射信号,并通过外部中断接收超声波接收信号。

4.信号处理模块:采用MAX232接口芯片,将单片机的串口输出转换成RS232信号,通过串口与上位机进行通信实现测量结果的处理和计算。

5.驱动模块:采用LED灯,通过单片机的GPIO输出控制LED灯的亮灭。

三、软件设计。

1.控制模块:编写程序实现超声波信号的发射与接收。

其中,超声波发射信号的周期为 10us,超声波接收信号的周期为 25ms。

超声波接收信号的处理过程如下:(1)当 trig 引脚置高时,等待 10us。

(2)当 trig 引脚置低时,等待 echo 引脚为高电平,即等待超声波信号的回波。

(3)当 echo 引脚为高电平时,开始计时,直到 echo 引脚为低电平时,停止计时。

(4)根据计时结果计算物体到传感器的距离,将结果通过串口输出。

2.信号处理模块:编写程序实现接收计算结果,并将结果通过串口与上位机进行通信。

具体步骤如下:(1)等待串口接收数据。

(2)当接收到数据时,将数据转换成浮点数格式。

(3)根据测量结果控制LED灯的亮灭。

以上就是基于单片机控制的超声波测距系统的设计。

该系统能够通过精确测量物体到传感器的距离并对测量结果进行处理和计算,能够广泛应用于各种实际场合。

基于51单片机超声波测距.

基于51单片机超声波测距.

一设计要求(1)设计一个以单片机为核心的超声波测距仪,可以应用于汽车倒车、工业现场的位置监控;(2)测量范围在0.50~4.00m,测量精度1cm;(3)测量时与被测物无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。

二超声波测距系统电路总体设计方案本系统硬件部分由AT89S52控制器、超声波发射电路及接收电路、温度测量电路、声音报警电路和LCD显示电路组成。

汽车行进时LCD显示环境温度,当倒车时,发射和接收电路工作,经过AT89S52数据处理将距离也显示到LCD 上,如果距离小于设定值时,报警电路会鸣叫,提醒司机注意车距。

超声波测距器的系统框图如下图所示:图5 系统设计总框图由单片机AT89S52编程产生10us以上的高电平,由指定引脚输出,就可以在指定接收口等待高电平输出。

一旦有高电平输出,即在模块中经过放大电路,驱动超声波发射探头发射超声波。

发射出去的超声波经障碍物反射回来后,由超声波接收头接收到信号,通过接收电路的处理,指定接收口即变为低电平,读取单片机中定时器的值。

单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离,并由单片机控制显示出来。

由时序图可以看出,超声波测距模块的发射端在T0时刻发射方波,同时启动定时器开始计时,当收到回波后,产生一负跳变到单片机中断口,单片机响应中断程序,定时器停止计数。

计算时间差,即可得到超声波在媒介中传播的时间t,由此便可计算出距离。

图6 时序图三超声波发射和接收电路的设计分立元件构成的发射和接收电路容易受到外界的干扰,体积和功耗也比较大。

而集成电路构成的发射和接收电路具有调试简单,可靠性好,抗干扰能力强,体积小,功耗低的优点,所以优先采用集成电路来设计收发电路。

3.1 超声波发射电路超声波发射电路包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两部分,可采用软件发生法和硬件方法产生超声波。

在超声波的发射电路的设计中,我们采用电路结构简单的集成电路构成发射电路:图7 由反相器构成的超声波发射电路图7是由反相器74HC04构成的发射电路,用反相器74HC04构成的电路简单,调试容易,易通过软件控制。

基于单片机的超声波测距系统实验报告

基于单片机的超声波测距系统实验报告

基于单片机的超声波测距系统实验报告一、引言超声波测距系统是一种基于超声波工作原理的测距技术,主要通过发送超声波信号并检测回波信号来测量目标物体与传感器之间的距离。

本实验旨在通过使用单片机搭建一个基于超声波的测距系统,通过实际测量和数据分析来验证其测距的准确性和可靠性。

二、原理超声波测距系统主要包括超声波发射器、超声波接收器和单片机控制系统三部分。

其中,超声波发射器产生超声波信号,通过空气传播到目标物体上并被反射回来;超声波接收器接收到反射回来的超声波信号,并将其转化为电信号输出;单片机控制系统通过控制超声波发射器的发射与接收的时间来计算距离。

三、实验步骤1.搭建硬件连接:将超声波发射器和接收器分别连接到单片机的GPIO引脚,并通过电阻和电容进行滤波处理。

2.编写控制程序:通过单片机控制程序,设置超声波发射器引脚为输出模式,将其输出高电平信号一段时间后再拉低;设置超声波接收器引脚为输入模式,并通过中断方式检测接收到的超声波信号,计算时间差并转换为距离值。

3.进行实际测量:将超声波发射器和接收器对准目标物体,启动测量程序并记录距离值。

4.多次实验并计算平均值:为了提高测距的准确性,进行多次实验并计算多次测量结果的平均值。

四、实验结果和讨论通过多次实验测量,我们得到了如下结果:测量1距离为30cm,测量2距离为31cm,测量3距离为29cm。

将这些结果进行平均,得到最终距离结果为30cm。

通过与实际测量的距离进行对比,我们发现测量结果基本与实际距离相符,误差控制在可接受范围内。

这表明我们搭建的基于超声波的测距系统具有较好的测距准确性和可靠性。

然而,我们也发现在一些特殊情况下,例如目标物体表面有较强的吸收或反射能力时,测量结果可能会出现误差。

这是因为超声波在传播过程中会受到传播介质和目标物体的影响,从而引发信号衰减或多次反射等现象。

在实际应用中,我们需要根据具体情况进行系统的优化和调整,以提高测距的精确度。

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计超声波测距系统是一种常见的非接触式测距技术,通过发送超声波信号并测量信号的回波时间来计算距离。

本文将介绍基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计。

首先,我们需要明确设计的目标。

本设计旨在通过51单片机实现一个精确、稳定的超声波测距系统。

具体而言,我们需要实现以下功能:1.发送超声波信号:通过51单片机的IO口控制超声波发射器,发送一定频率和波形的超声波信号。

2.接收回波信号:通过51单片机的IO口连接超声波接收器,接收并放大返回的超声波信号。

3.信号处理:根据回波信号的时间延迟计算出距离,并在显示器上显示出来。

4.稳定性和精确性:设计系统时需考虑测量过程中误差的影响,并通过合适的算法和校准方法提高系统的稳定性和精确性。

接下来,我们需要选择合适的硬件和软件配合51单片机实现上述功能。

硬件方面:1.51单片机:选择一款性能稳定、易于编程的51单片机,如STC89C522.超声波模块:选择一款合适的超声波传感器模块,常见的有HC-SR04、JSN-SR04T等。

模块一般包括发射器和接收器,具有较好的测距性能。

3.显示设备:选择合适的显示设备,如7段LED数码管或LCD显示屏,用于显示测距结果。

软件方面:1.C语言编程:使用C语言编写51单片机的程序,实现超声波测距系统的各项功能。

2.串口通信:通过串口与上位机进行通信,可以对系统进行监控和远程控制。

3.算法设计:选择合适的算法计算超声波回波时间延迟,并根据时间延迟计算距离值。

在设计过程中,我们需要进行以下步骤:1.硬件连接:按照超声波模块的说明书,将模块的发射器和接收器通过杜邦线与51单片机的IO口连接。

2.软件编程:使用C语言编写51单片机的程序,实现超声波模块的控制、信号接收和处理、距离计算等功能。

3.系统测试:进行系统的功能测试和性能测试,验证系统的可靠性和准确性,同时调试系统中出现的问题。

4.系统优化:根据测试结果,对系统进行优化,提高系统的稳定性和精确性。

《2024年基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》范文

《2024年基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》范文

《基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计》篇一一、引言在现代电子技术的迅猛发展中,精确测量距离的设备扮演着重要的角色。

随着人类对于生活环境安全性的关注提升,对于各种设备的精度要求也在逐渐加强。

超声波测距技术以其非接触性、高精度、低成本等优点,在众多领域得到了广泛的应用。

本文将详细介绍基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计。

二、系统概述本系统以STM32单片机为核心控制器,结合超声波测距模块,实现对目标物体的精确测距。

系统主要由STM32单片机、超声波测距模块、电源模块、信号处理模块和显示模块等组成。

通过单片机对超声波模块的控制,实现对目标的精确测距,并通过显示模块实时显示测距结果。

三、硬件设计1. STM32单片机:作为系统的核心控制器,负责整个系统的控制与数据处理。

STM32系列单片机具有高性能、低功耗的特点,能够满足系统对于精确度和稳定性的要求。

2. 超声波测距模块:采用高精度的超声波测距传感器,实现对目标物体的距离测量。

通过超声波的发送与接收,实现对目标的距离计算。

3. 电源模块:为系统提供稳定的电源支持,确保系统的正常工作。

电源模块需考虑到功耗问题,以实现系统的长时间运行。

4. 信号处理模块:对超声波测距模块的信号进行滤波、放大等处理,以提高测距的准确性。

5. 显示模块:实时显示测距结果,方便用户观察与操作。

四、软件设计1. 主程序:负责整个系统的控制与数据处理。

主程序通过控制超声波测距模块的发送与接收,获取目标物体的距离信息,并通过显示模块实时显示。

2. 超声波测距模块控制程序:控制超声波的发送与接收,实现对目标物体的距离测量。

通过计算超声波的发送与接收时间差,计算出目标物体的距离。

3. 数据处理程序:对获取的测距数据进行处理,包括滤波、计算等操作,以提高测距的准确性。

4. 显示程序:将处理后的测距结果显示在显示模块上,方便用户观察与操作。

五、系统实现1. 通过STM32单片机的GPIO口控制超声波测距模块的发送与接收,实现超声波的发送与接收功能。

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综合性课程设计报告基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计院系:计算机与通信工程学院专业:电子信息工程学号:姓名:指导教师:设计时间: 2012/6/27综合课程设计任务书专业:电子信息工程班级:4091603 :设计题目:基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计一、设计实验条件keil C和proteus仿真软件二、设计任务1)总体功能设计2)硬件电路设计3)软件设计4)工作总结三、设计说明书的容1.设计题目与设计任务(设计任务书)2.前言(绪论)(设计的目的、意义等)3.主体设计部分(各部分设计容、总结分析、结论等)4.结束语5.参考文献(答辩时间18周星期日晚7:30,地点:综合楼1313室)四、设计时间与设计时间安排1、设计时间:2周2、设计时间安排:熟悉实验设备、实验、收集资料: 2 天设计计算、绘制技术图纸: 5 天编写课程设计说明书: 2 天答辩: 1 天目录一、设计题目 (2)二、设计任务及要求 (3)三、设计容 (3)1.绪论 (3)2.总体方案 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2超声波测距框图 (4)3.系统硬件设计 (5)3.1 硬件设计方案 (5)3.2 各主要模块的硬件设计 (6)4.系统软件设计 (10)4.1 程序设计 (10)4.2 程序流程图 (10)四、结束语 (13)五、参考文献 (13)附录A 系统仿真图 (14)附录B程序代码 (15)一、设计题目基于proteus仿真软件的超声波测距报警控制器设计二、设计任务及要求利用所学数字电子技术、信号处理、控制等技术,设计、制作并调试完成一个单片机最小化系统。

在此基础上,将最小系统与综合实验开发平台上的超声波模块、显示模块进行正确的连接(如图1.1所示),使单片机可接收超声波模块输出的测量信号,并对其进行合理的处理后,在显示模块上实时显示超声波模块与障碍物的距离。

图1.1 系统连接示意图具体要求:1、实验开发平台上的数码管可实时显示障碍物与超声波的距离信息,单位为mm;2、当测试距离大于0.5m时报警。

三、设计容1.绪论利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段,也就是由生物体发射不被人们听到的超声波 (20kHz以上的机械波),借助空气媒质传播,由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。

超声波是由机械振动产生,可在不同介质中以不同的速度传播。

而且超声波的速度相对于光速要小的多,其传播时间就比较容易检测。

并且超声波具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点,超声波传感器可广泛应用于非接触式的位置距离检测。

2.总体方案2.1 总体设计方案根据设计要求并综合各方面因素,本次设计AT89C52单片机作为控制器,用动态扫描法实现数码管显示,超声波驱动信号用单片机的定时器。

由单片机AT89C52编程产生125kHz的方波,经P3.0口连接到开发平台的超声波模块发送超声波,再经过放大电路,驱动超声波发射探头发射超声波。

发射出的超声波经障碍物反射回来后,经过P3.2口由超声波接收头接收到信号。

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。

单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离,并由单片机控制在开发平台的显示模块中显示出来。

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。

利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。

2.2超声波测距框图单片机发出125kHZ的方波信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得时间为t;再通过软件编程进行判别、计算,得出所测距离数并经由LED数码管显示,其原理框图如图2.1。

图2.1 超声波测距仪原理框图发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播,在到达被测物体时被反射返回,由接收器接收,其往返时间为t。

由公式:测出的距离()mL=常温下的声速340m感应时间2(s/)t,算出被测物体的距离。

由于超声波也是一种声波,(s)其声速v与温度有关,在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的,本次设计将声速设定为344m/s。

3.系统硬件设计3.1 硬件设计方案3.1.1 超声波测距原理T时刻发射方波,同时启动计数器开始计时,当收到回波后,产单片机在生一个负跳变沿信号到单片机的外部中端口,单片机响应中断程序,计数器停止计数。

计算时间差,即可得到超声波在媒介中传播的时间t,由此便可计算出距离。

其时序图如图3.1所示。

图3.1 超声波时序图3.1.2 硬件电路设计硬件电路的设计主要包括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,报警模块四部分。

单片机采用AT89C52,使用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。

单片机用P3.0端口输出超声波换能器所需的125kHz的方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。

显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管,段码用P0口控制,位码用P2口控制。

3.2 各主要模块的硬件设计3.2.1 AT89C52芯片简介图3.2 AT89C52芯片管脚图AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的。

AT89 C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C5 2单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

管脚说明:VCC:供电电压。

GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每引脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1口:P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后,被部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被部上拉电阻拉高,且作为输入。

并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。

这是由于部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时,它利用部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的容。

P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口:P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL 门电流。

当P3口写入“1”后,它们被部上拉为高电平,并用作输入。

作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流,这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下所示:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST:复位输入。

当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

3.2.2 单片机最小系统本文单片机型号为AT89C52,采用频率为12MHz晶振和两个电容组成的晶振电路,为单片机提供工作时序。

复位电路是按键电平复位,是通过使复位端经电阻与VCC 电源接通而实现。

最小系统电路图如图3.2所示。

图3.3单片机最小系统3.2.3 超声波发射电路超声波发射电路原理图如图3.4所示。

发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T 构成,单片机P3.0端口输出的125kHz 的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极,另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极,用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端,可以提高超声波的发射强度。

输出端采两个反向器并联,用以提高驱动能力。

上位电阻R1O 、R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力,另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡时间。

U4AU4B 123474LS04U4C 1K Ω56T U4E9874LS0411101K ΩU4D R 10R 11V图3.4 超声波发射电路原理图3.2.4 超声波检测接收电路集成电路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。

实验证明用CX20106A 接收超声波(无信号时输出高电平),具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。

78123456RES2R 13R 12U5R 14C4R C7C 6C51μF RES2CX20106A 0.056μF 330pFVCC10Ω 3.3μF +图3.5超声波检测接收电路3.2.5 显示电路设计显示电路采用简单实用的4位共阳LED 数码管,段码用P0口控制,位码用P2口控制。

接P2.0,P2.1,P2.2,P2.3引脚的分别为千位,百位,十位,个位显示数码管。

图3.6显示电路3.2.6 报警模块本系统选用单片机P1.1连接报警电路。

通过软件编程来控制蜂鸣器报警时间长短来表示所测距离是否超限。

当蜂鸣器发出报警声时,说明测得距离大于50cm。

报警电路如图3.7所示图3.7报警电路4.系统软件设计4.1 程序设计系统软件采用模块化设计,主要包括主程序设计、超声波发射子程序、LED 显示子程序设计等。

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