【正文】 器T0啟動，然后調用距離計算的子程序，再根據定時器T0記錄的時間計算出所需要測量的距離，然后再調用顯示子程序，再將測出的距離送到數碼管顯示。主程序完成單片機的初始化，超聲波的發(fā)射和接收、計算超聲波發(fā)射點與障礙物之間的距離、數碼管顯示。我們選擇晶振為12MHz,電容33pF。R1一般取200。一般取R1，C22uF。 圖52 顯示電路 復位電路單片機在RESET端加一個大于20ms正脈沖即可實現復位，上電復位和按鈕組合的復位電路如下：圖53復位電路在系統(tǒng)上電的瞬間，RST與電源電壓同電位，隨著電容的電壓逐漸上升，RST電位下降，于是在RST形成一個正脈沖。動態(tài)掃描時，由P2口控制LED的當前顯示位。模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回； 有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。公式：uS/58=厘米或者 uS/148=英寸；或是：距離=高電平時間*聲速（340M/S）/2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號，回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。2 實物圖： 圖42 HRSR04超聲波集成模塊實物圖如右圖接線，VCC 供5V 電源，GND 為地 線，TRIG 觸發(fā)控制 信號輸入，ECHO 回 響 信 號 輸 出 等 四 支 線。 (2)模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。： P3口的第二變異功能端口引腳第二功能RXD （串行輸入口）TXD （串行輸出口） （外中斷0） （外中斷1）T0 （定時/計數器0）T1 （定時/計數器1） （外部數據存儲器寫選通） （外部數據存儲器讀選通） HRSR04超聲波集成模塊1 產品特點： HCSR04 超聲波測距模塊可提供 2cm400cm 的非接觸式距離感測功能， 測距精度可達高到 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。它還提供特殊的第二變異功能。當單片機訪問存儲器時，用做高8位地址總線；在對片內程序存儲器（EPROM型）進行程序編程和校驗時，亦用做高8位地址總線。在對片內程序存儲器（EPROM型）進行程序編程和校驗時，用做低8位地址總線。在訪問數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。4) 多功能I/O端口P0口——第32~39腳，8位漏極開路雙向I/O端口。需注意的是：如果加密位LBI被編程，復位時內部會鎖存端狀態(tài)。：外部訪問允許。當AT89C51由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次有效，即輸出兩個脈沖。為第二功能，當對片內程序存儲器編程寫入時，此引腳作為編程脈沖輸入端。在非訪問外部存儲器期間，ALE仍以1/6振蕩頻率固定不變地輸出，因此它可對個輸出或用于定時目的?！?0腳，輸出允許地址鎖存信號。當單片機正常工作時，由該引腳輸入脈寬為2個以上機器周期的高電平復位信號到單片機。當采用外部振蕩信號源泉時，此引腳為外部振蕩信號的輸入端口，與信號源相連接。當直接采用外部信號時，此引腳應接地。VCC——第40腳，正常運行和編程校驗+5V電源。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。相對于普通微機，單片機的體積要小得多，一般嵌入到其他儀器設備里，實現自動檢測與控制，因此也稱為嵌入式微控制器EMCU（Embedded Microcontroller Unit)。系統(tǒng)主要功能包括：1) 超聲波的發(fā)射、接收，并根據計時時間計算測量距離；2) LED顯示器顯示距離；超聲波接收 單片機控制器超聲波發(fā)送LED顯示掃描驅動圖31 超聲波測距器系統(tǒng)設計框圖 第四章 主要元器件 單片機AT89S51單片機即單片微型計算機SCMC（Single Chip Micro Computer）。 系統(tǒng)結構設計 。一旦探頭接到回波，若接收到的信號頻率等于振蕩器的固有頻率，則其輸出引腳的電平將從“1”變?yōu)椤?”（此時鎖相環(huán)已進入鎖定狀態(tài)），這種電平變化可以作為單片機對接收探頭的接收情況進行實時監(jiān)控。根據設計要求并綜合各方面因素，可以采用AT89C51單片機作為主控制器，它控制發(fā)射超聲波模塊發(fā)射觸發(fā)脈沖的開始時間及脈寬，響應回波時刻并測量、計數發(fā)射至往返的時間差。所以，8051是雙CPU的單片機。以8051為內核的單片機系列，其硬件結構具有功能部件齊全、功能強等特點。目前超聲波測距已得到廣泛應用，國內一般使用專用集成電路根據超聲波測距原理設計各種測距儀器，但是專用集成電路的成本較高、功能單一。利用超聲波檢測距離，設計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達到要求。 目前比較普遍的測距的原理：通過發(fā)射具有特征頻率的超聲波對被攝目標的探測，通過發(fā)射出特征頻率的超聲波和反射回接受到特征頻率的超聲波所用的時間，換算出距離，如超聲波液位物位傳感器，超聲波探頭，適合需要非接觸測量場合，超聲波測厚，超聲波汽車測距告警裝置等。 第三章 方案論證 設計思路 測量距離方法有很多種，短距離可以用尺，遠距離有激光測距等，超聲波測距適用于高精度中長距離測量。 t—超聲波從發(fā)射到接收所需要的時間.將（2—4）、（2—5）代入（23）中得： (24)其中,超聲波的傳播速度v在一定的溫度下是一個常數(例如在溫度T=30度時,V=349m/s)。這就是超聲波測距儀的基本原理。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關，表21 列出了幾種不同溫度下的波速。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2最常用的超聲測距的方法是回聲探測法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時計數器開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計時。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎。對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥品很難血流到打患病的部位。在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風扇把霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣濕度。在醫(yī)學，軍事，工業(yè)，農業(yè)上有明顯的作用。超聲波具有方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠等特點。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20～20000赫茲。第二章 超聲波測距原理 我們知道，當物體振動時會發(fā)出聲音。系統(tǒng)定時發(fā)射超聲波，在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內部的定時器，利用定時器的計數功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。本系統(tǒng)利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時。通過超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，單片機在發(fā)射時刻同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即反射回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。對本課題的研究與設計，還能進一步提高自己的電路設計水平，深入對單片機的理解和應用。超聲波測距系統(tǒng)主要應用于汽車的倒車雷達、機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現場例如：液位、井深、管道長度等場合。比如溫度傳感器、光電傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器、紅外線傳感器、壓力傳感器等等，其中超聲波傳感器在測量方面有著廣泛、普遍的應用。該系統(tǒng)電路設計