hc-sr04 poteus

### HC-SR04 超声波传感器 Proteus 仿真教程

#### 实验目的
实现HC-SR04超声波模块在Proteus中的测距仿真，通过1602液晶显示测量距离，并设置限值；当测量的距离小于设定值时，蜂鸣器发出警报。

#### 所需材料
- STC89C51控制器
- HC-SR04超声波模块
- DS18B20温度测量模块（可选）
- 声音报警电路
- LCD1602显示电路

#### 连接方式与原理图
实验中使用的HC-SR04作为超声波模块，其连接至单片机的I/O口用于触发和接收信号。具体来说，Tr引脚由单片机控制发送高电平脉冲，而Ec引脚则负责接收反射回来后的高电平脉冲并将其传递给单片机处理[^1]。整个系统的框图如下所示：


对于更详细的硬件连接部分，在早期版本的Proteus中可能无法直接找到HC-SR04组件，因此建议使用最新版如Proteus 8.8来进行此项目的设计[^3]。如果仍需兼容旧版本，则可以考虑利用自定义元件库来添加所需的超声波模块。

#### 工作流程说明
在初始状态下，Tr引脚保持低电平，Ec引脚处于等待状态。为了启动一次测量过程，单片机会先将Tr置为短暂的高电平（通常大于等于10微秒），之后迅速恢复成低电平。这会促使HC-SR04发射一系列高频声波并向外传播直到碰到物体表面发生反射。一旦检测到回波，Ec将会输出相应宽度代表往返时间T的正逻辑脉冲给MCU读取分析计算实际距离S=V*T/2,其中速度V近似认为常量约等于空气介质下的声速340米每秒[^4]。

// C code snippet to trigger and read the sensor data.
void measure_distance() {
    // Send a short pulse on TRIG pin
    digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
    delayMicroseconds(10); // Pulse width of at least 10 us is required
    digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

    // Measure duration of ECHO high state
    long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);

    // Calculate distance based on time taken by sound wave travel back & forth
    float distance_cm = (duration / 2) * SOUND_SPEED_CM_PER_US;
    
    // Display result or perform further actions...
}