CN107290749A - 一种基于单片机的超声波测距系统 - Google Patents

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陈艳
陈�光
王尊钦
于世彩
白倩倩
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Donghua University
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Donghua University
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    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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Abstract

本发明涉及一种基于单片机的超声波测距系统，包括单片机主控模块、超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块，所述单片机主控模块分别与超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块相连；所述超声波测距模块用于完成对障碍物的测量；所述按键模块用于设定警戒值；所述数码管显示模块用于显示所述超声波测距模块得到的测量值和警戒值；所述单片机主控模块将所述超声波测距模块的测量值与警戒值比较，当测量值小于警戒值时控制所述报警模块进行报警。本发明成功实现了在长距离的准确距离测量，具有迅速、方便、易于操作等特点。

Description

一种基于单片机的超声波测距系统
技术领域
本发明涉及超声波测距技术领域，特别是涉及一种基于单片机的超声波测距系统。
背景技术
现在，接触式测量存在测量代价高，探头易磨损，测量速度慢，而且在测量一些内部元件有先天的限制，因此想要精确地求得物体真实外形则还必须需要对探头半径进行补偿，这种测量方式可能会导致修正误差的问题，而超声波测距则是一种非接触式测量方法，利用其优点，可以解决上述问题。与接触式测量测距方法相比，超声波测量具有结构简单、安装简易和维护方便、性能可靠稳定且环境适应性强等优势。
超声波测距它不会受到光线、目标物体的表面颜色等的诸多外界因素的影响，并且比其他测量仪器更加的干净，更是能够在潮湿、高温、粉尘多、腐蚀性气体等各种恶劣环境下完成对目标的测量，具有少维护、污染少、可靠性高、寿命长等特点。随着在生活中超声波测距中的应用越来越广，但是在我国人们可以具体利用的超声波测距的技术还是比较落后。于是，面临一个正在蒸蒸日上而又有美好前景的技术及产业领域。预测以后，各类超声波测距系统作为一种新型的及其重要有效的产品在各方面都将会有充足的挖掘空间，并且它将朝着更高的定位、高精度、更远的距离等方向发展，不断地去满足日新月异的社会需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单片机的超声波测距系统，能够提高整个系统的稳定性和测量的精确度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于单片机的超声波测距系统，包括单片机主控模块、超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块，所述单片机主控模块分别与超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块相连；所述超声波测距模块用于完成对障碍物的测量；所述按键模块用于设定警戒值；所述数码管显示模块用于显示所述超声波测距模块得到的测量值和警戒值；所述单片机主控模块将所述超声波测距模块的测量值与警戒值比较，当测量值小于警戒值时控制所述报警模块进行报警。
所述单片机主控模块采用AT89S52单片机。
所述单片机主控模块选用12MHZ的晶振。
所述单片机主控模块通过微调电容对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正，提高测量精度。本发明成功实现了在长距离的准确距离测量，具有迅速、方便、易于操作等特点。本发明具有结构简单、安装简易和维护方便、性能可靠稳定且环境适应性强等优势。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
图2是本发明的流程图。
图3是本发明中超声波子程序流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于单片机的超声波测距系统，包括单片机主控模块、超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块，所述单片机主控模块分别与超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块相连；所述超声波测距模块用于完成对障碍物的测量；所述按键模块用于设定警戒值；所述数码管显示模块用于显示所述超声波测距模块得到的测量值和警戒值；所述单片机主控模块将所述超声波测距模块的测量值与警戒值比较，当测量值小于警戒值时控制所述报警模块进行报警。
其中，所述单片机主控模块采用AT89S52单片机，此单片机是带8K字节闪烁可编程的低电压，高性能的微控制器，广泛应用于各领域。所述单片机主控模块选用12MHZ的晶振，该频率的晶振方便计算，且速度快，同时抗干扰性也较好。所述单片机主控模块通过微调电容对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，如此可以起到稳定频率的作用。所述单片机主控模块还通过温度补偿的方法对测量结果进行修正以提高测量精度。
不难发现，本发明的硬件电路采用模块化设计，包括单片机主控模块，超声波测距模块，数码管显示模块，报警模块和按键模块。软件部分包括报警程序，按键程序、数码管显示程序、超声波发送和接收程序以及主程序。经过系统联调，本系统成功实现了在长距离范围内的准确距离测量，具有迅速、方便、易于操作等特点，可应用于移动机器人避障和汽车倒车雷达等领域中。
如图1所示，整个系统主要是包括单片机最小系统和显示电路、超声波测距、报警输出电路、按键电路等外围电路。单片机最小系统是整个系统正常运行起来的模块，同时它是整个系统的核心。超声波测距模块则是完成对障碍物测量，按键模块四通过物理按键来对警戒值设定，报警模块起着提醒功能，一旦超过警戒值，则会发生报警。
超声波测距的程序设计主要由主程序、超声波测距程序及显示子程序组成，如图2和图3所示。当单片机系统一开始上电时，系统里面自带的内核代码将会完成对系统的硬件的初始化。此时，单片机系统就提供了一个可以正常工作的必备条件。当初始化完成之后，可以通过按键和显示模块一起完成警戒值的设定。设定完毕，就开始调用超声波测距模块进行测量。调用超声波模块后经过数据处理得到与障碍物的距离，当主程序得到超声波测距模块返回处理之后的实际值之后，接着会调用数码管显示模块将检测值直观的显示出来。最后，程序会一直在这里循环，不断的更新采集到的数据并显示。
由此可见，本发明成功实现了在长距离的准确距离测量，具有迅速、方便、易于操作等特点。本发明具有结构简单、安装简易和维护方便、性能可靠稳定且环境适应性强等优势。

Claims (5)

1.一种基于单片机的超声波测距系统，包括单片机主控模块、超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块，其特征在于，所述单片机主控模块分别与超声波测距模块、数码管显示模块、报警模块和按键模块相连；所述超声波测距模块用于完成对障碍物的测量；所述按键模块用于设定警戒值；所述数码管显示模块用于显示所述超声波测距模块得到的测量值和警戒值；所述单片机主控模块将所述超声波测距模块的测量值与警戒值比较，当测量值小于警戒值时控制所述报警模块进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距系统，其特征在于，所述单片机主控模块采用AT89S52单片机。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距系统，其特征在于，所述单片机主控模块选用12MHZ的晶振。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距系统，其特征在于，所述单片机主控模块通过微调电容对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距系统，其特征在于，所述单片机主控模块还通过温度补偿的方法对测量结果进行修正。
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