2025【基于单片机的多功能测距系统设计6800字】.docx

基于单片机的多功能测距系统设计

目录

TOC\o1-2\h\u32240基于单片机的多功能测距系统设计 1

10104摘要 1

15685引言 1

19682一、直接量距 2

21106二、间接量距 2

282201.研究的意义及现状 2

308102.超声波测距的原理 3

227173.温度补偿的原理 3

137754．整体设计方案 3

298455.硬件设计 4

10905.1电源模块 4

182865.2时钟模块 4

258005.3单片机最小系统部分 6

245265.4LCD1602液晶显示模块 6

77875.5超声波传感器 7

63255.6语音播报模块MY1680U-12P 9

306906.软件设计 10

242967.系统的组装与调试 11

41307.1实验数据 11

117138.总结 13

摘要:随着时代与科技的不断发展，测量数据的数字化，自动化，多功能化在当今工业与生活领域显得尤为重要。本文提出了将测距、测温、报警、时间显示集于一体的设计方案。本文采用STC89C52单片机、HC-SR04超声波传感器、DS1302时钟芯片、LCD1602液晶显示模块、MY1680U-12P语音模块搭建硬件平台，软件采用C语言实现。经实验验证，该设计方案可行，并在实际生活领域有一定的应用。

关键词：单片机；超声波传感器；测距系统

引言

随着时代的发展，科技的不断提高，测距系统的智能化，集成化也离我们越来越近。测距系统的多功能化能对日常生活生产中的方方面面带来巨大的提升。这要求一个优秀的测距系统不能单单只有测量距离这么一个如此单薄无力的功能。诚然，精准的测距功能是测距系统最核心的工作，但只有对它进行集成化，拥有更多的丰富的功能才能更好的提升一个测距系统的竞争力。现阶段的大量智能化，集成化的测距系统正带给人们更好的使用体验。如此看来，老旧的测距系统也并不能满足人们的日常需求了。本设计就是为了测距系统的多功能化，解决传统测距工具功能单一的问题所产生的。

现阶段，关于测距方面已然有了许许多多的新兴发明创造。但是测距系统的构建也不外乎为以下两大类：

直接量距

直接量距顾名思义就是运用刻度尺等量具直接对被测物体进行测量，这种测量方案能直接快速的得到测量结果，但是基于现场的实际状况会有各种不便。

间接量距

间接量距的方法就有许多了，包括视距测量，电磁波测量，视差法测量等等等等。间接量距测量方法不易于上手，但是胜在测量速度快，劳动需求低，测量精度高，效率高等。

而本文将要阐述的便是基于STM89C52单片机与超声波传感器的间接量距方法—超声波测距。

1.研究的意义及现状

从古至今，对于距离测量的需求都不曾减少。大到导弹射程、卫星发射，小到跑步锻炼，乘坐交通工具，都少不了一个准确的距离信息。一个优秀的测距系统能给人们带来巨大的方便。

目前较为普及的间接测距方式有以下几种。一为激光测距，该测距方法精度高，测量方便，测量效率高。是大部分高精度测量的首选测量方式，但也存在着造价昂贵，对环境要求高等缺陷。二为红外线测距，该测距方法价格低廉，功能实现快捷，但是同样受外界环境影响较大，且测量距离低。三为超声波测量，由于超声波的特性，外界环境对其影响较小，能更好的适应各种各样的工作环境，适用范围广，并且相对于激光测距的价格相对低廉，故采用超声波测距模块为基础来进行多功能测距系统的设计。

本文设计的多功能测距系统以STC89C52单片机与超声波传感器为基础，通过设定距离与当前实时距离对比，来实现自动报警，同时附带有时间显示，温度显示与温度补偿及语音播报等功能，来实现多功能集成化的目的。

2.超声波测距的原理

超声波测距原理与雷达相似，超声波测距原理如图一所示，由超声波发射装置发射超声波，根据超声波撞到目标物体后反射到超声波接受装置的时间来计算两者间的距离REF_Re\r[1]。如超声波的传播速度为v，从发射到接收回超声波的时间为t，则目标物体距传感器的距离为s。

s=

图SEQ图\*ARABIC1超声波测距原理

3.温度补偿的原理

由于超声波在不同温度下的速度有着较为明显的差异，所以为了能更加精确的得到测量结果，也为了能适应更为复杂的环境，本系统加入了温度补偿的功能。

即在不同显示温度选择不同的速度v，并将此速度代入公式，即可得到加入温度补偿后更精确的测量值。不同温度下的声速如表一所示。

表1不同温度下的超声波速度

温度

-30

-20

-10

0

10

20

30

100

声速

313

319

325

323

3