超声波测距报警器.pdf

超声波测距报警器是一种基于超声波技术的设备，用于测量物体间的距离并具有预警功能。在工业和日常生活中，它常被应用于汽车倒车雷达等场合，以确保安全。这种报警器的设计和工作原理如下： 1. **工作原理**： 超声波测距报警器的核心是利用超声波的传播特性。超声波发射器向目标发射超声波脉冲，同时启动计时器。当超声波遇到障碍物反射回来，接收器检测到回波，停止计时。根据超声波在空气中的传播速度（约340米/秒）和往返时间差，可以计算出距离。具体公式为：s = 340 * t / 2，其中s为距离，t为从发射到接收的时间。 2. **系统组成**： 系统主要由以下几个部分构成： - 单片机：STC89C52作为核心处理器，处理数据计算和控制任务。 - 数码管显示模块：使用74HC573和三极管驱动数码管，显示测量的距离。 - HC-SR04超声波传感器：负责发射和接收超声波，测量范围0.02m至5.5m。 - 蜂鸣器模块：当达到预设的报警距离时，发出警告声音。 - 按键模块：包括+键、-键和设置键，用于调整报警距离和模式选择。 3. **硬件设计**： - HC-SR04超声波测距模块：通过TRIG引脚触发测距，至少10微秒的高电平信号。模块自动发送8个40kHz的方波，检测回波并通过ECHO引脚输出高电平，其持续时间与距离成正比。 - 测试距离计算：根据回波的高电平时间，使用公式uS/58=厘米或uS/148=英寸，或者距离=高电平时间*声速（340M/S）/2。 - 供电：通常采用USB接口供电，VCC为5V，GND为接地，TRIG为触发信号输入，ECHO为回波信号输出。 4. **软件设计**： 单片机程序主要实现对按键的扫描、超声波信号的触发与处理、距离计算及数码管显示等功能。程序中包含了距离信息的存储、模式切换和报警距离的设定。 5. **操作说明**： - 用户可以通过+键和-键增加或减少报警距离，设置键用于切换模式。 - 报警距离的最小值为0.02m，最大值为5.5m，单位转换为厘米。 - 当物体距离达到预设报警距离时，蜂鸣器会发出警告，提醒用户注意安全。 超声波测距报警器是一种实用的测量和预警工具，其工作原理基于超声波的回波时间差，通过精心设计的硬件和软件系统，实现了准确的距离测量和及时的报警提示。