基于AT89C51的超声波测距系统设计详解

本文档是一份电子信息工程专业的期末课程设计，主题为"基于单片机的超声波测距系统"，由学生姚富杰完成，指导教师为余水宝。设计旨在研究并实现一个利用AT89C51单片机为核心的测距系统，结合超声波传感器进行距离测量。 在硬件电路设计部分（第2节），作者首先讨论了方法的选择和比较，强调了超声波测距系统的原理，即通过发送短促的超声波脉冲，然后接收反射回来的信号，根据接收到的时间差计算目标物体的距离。系统的关键组成部分包括： 1. **时钟电路**：为单片机提供稳定的时钟信号，确保系统运行的准确性。 2. **复位电路**：确保单片机在上电或系统出现故障时能正确初始化。 3. **数据存储器扩展**：使用74LS373作为地址锁存器，通过P2口输出地址的高8位，PO口输出低8位地址并传输数据。 4. **超声波发射电路**：设计用于发送40kHz脉冲，激活测距过程。 5. **超声波接收电路**：捕获反射回来的信号，并将其转换为电信号。 6. **数据采集电路**：处理和解析接收到的超声波信号，提取有用信息。 7. **LED显示系统电路**：用于实时显示测得的距离，提供用户界面。 8. **超限报警电路**：当测量距离超出预设范围时，触发报警功能。 软件设计（第3节）是关键环节，主要包括： - **系统主程序**：控制整个测距流程，包括超声波的发射、接收和数据处理。 - **脉冲产生和发射**：编程实现40kHz脉冲的定时和输出，以便启动测距过程。 - **超声波接收和处理**：解读回波信号，提取时间和幅度信息。 - **时间计算**：利用回波时间计算目标物体的距离。 - **LED显示**：编写程序实现动态距离显示，便于用户理解。 设计报告以引言、系统设计、软件实现和结束语的形式展开，涵盖了理论介绍、技术实现和实际操作，展示了学生对单片机原理以及超声波测距技术的深入理解和应用能力。同时，文档还附有参考文献，体现了研究的严谨性和学术性。