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低成本高精度STC89C52单片机超声波测距器设计
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更新于2024-06-24
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本篇文章主要探讨了基于51单片机(STC89C52)的超声波测距仪的设计。该测距仪旨在解决传统测距方法在特定环境下存在的问题,如液面测量中的电极腐蚀问题。通过使用超声波测量技术,测距器能够实现非接触式的精确测量,适用于汽车倒车、建筑工地、工业现场等场景,以及液位、井深和管道长度的测量。 设计的核心是利用STC89C52单片机作为控制单元,它负责生成超声波脉冲、定时计时,并通过计算超声波发射到接收的往返时间,得出实际距离。为了提高测距的准确性,文中强调了温度补偿的重要性,通过调整声速值来抵消温度变化的影响。此外,设计中还包括了1602液晶显示模块,用于实时显示测距结果,增强可读性和用户体验。 硬件方面,系统包含超声波发射和接收电路、电源电路以及显示电路,所有信号经过单片机处理后,实现了测距功能。整体设计考虑到了易操作性、可靠性以及较高的测量精度。 文章的关键词包括STC89C52单片机、超声波技术、温度补偿和测距,突出了该设计的关键技术和优势。设计的目标是开发一款低成本、高精度且体积小巧的超声波测距器,以满足中小规模应用对经济性、精准度和便携性的需求。 通过系统的精心设计,本文旨在填补市场上超声波测距系统在成本、精度和小型化方面的空白,为实际应用场景提供了一个实用且高效的解决方案。这种测距器的潜力在于其广泛的应用前景和实用性,有助于推动相关领域的科技进步和应用普及。
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系统方案设计
设计原理
发射端发出的超声波以速度 v 在空气中传播,在到达被测物体时被反射返回,
由接收端接收,往返时间为 t,由 s=vt/2 即可算出被测物体的距离。由于超声波
也是一种声波,其声速 v 与温度有关,下表列出了几种不同温度下的声速。在使
用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的,如果测距精度要求很高,
则应通过温度补偿的方法加以校正。本设计中使用公式 v=331.4+T*0.61 对声速进
行校正。
表一 超声波波速与温度的关系表
温度(℃)
-30
-20
-10
0
10
20
30
100
声速(m/s)
313
319
325
332
338
344
349
386
设计框图
图一 超声波测距器设计框图
单片机
控制
超声波接收
超声波发送
LCD 显示
声光显示
温度补偿
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