单片机超声波测距实训报告.doc

单片机超声波测距实训报告主要涵盖了超声波测距的基本原理、测距仪的硬件构造以及软件设计等方面的知识。以下是对这些内容的详细解释： 1. **超声波测距原理**： 超声波测距利用的是声波发射与接收的时间差来计算距离。具体来说，当超声波发射器（通常工作在40kHz）发出信号，同时启动计时器。超声波在空气中传播，遇到障碍物后反射回来，被接收器捕获，计时器停止。因为超声波在空气中的传播速度是已知的（与温度相关），通过时间差计算出的距离公式为：S = (v * Δt) / 2，其中v是声速，Δt是发射到接收的时间差。为了提高精度，需要考虑温度对声速的影响，并进行温度补偿。 2. **超声波测距仪的硬件构成**： - **STC11F04E单片机最小系统**：该单片机是51系列的升级版，负责整个系统的控制，包括产生超声波信号、处理接收信号和计算距离。 - **按键电路**：用于用户交互，可能与其他电路共享IO口。 - **LCD显示电路**：采用NOKIA 5110 LCD，具有48x84像素分辨率，可以显示中文，价格便宜且外围电路简单。 - **程序下载电路**：通过USB下载器（如PLC2132）将程序烧录到单片机中。 - **电源电路**：可由下载器或外部电源供电，通过切换开关选择。 - **指示灯电路**：用LED表示系统状态。 - **超声波发送电路**：使用74HC04非门驱动电路增强功率，发送40kHz超声波信号。 - **超声波接收电路**：接收反射的超声波信号，并触发中断供单片机计算距离。 - **其他电路**：可能包括温度检测、日期时间显示和外部存储等功能。 3. **超声波测距仪的功能**： - **精确测距**：范围3~100cm，误差小于1cm。 - **LCD显示**：全中文显示，便于用户理解。 - **报警距离设定**：用户可设置报警距离。 - **盲区提示**：接近无法测量的范围时提醒用户。 - **量程提示**：超出测量范围时给予警告。 - **开机画面**：启动时显示预设图像和文字。 4. **实训心得**： 实训过程可能会涉及硬件组装、程序调试、问题解决等方面，有助于提升实践能力和理论知识的结合。 5. **程序设计**： 程序设计包括超声波信号的生成、时间差的精确测量、距离计算、LCD显示逻辑、按键处理和中断服务程序等。 6. **部分程序**： 提供的部分程序可能包含了超声波发送和接收的控制代码，距离计算的算法，以及与LCD和按键交互的函数。 这份实训报告详细介绍了基于STC11F04E单片机的超声波测距仪的设计与实现，涵盖了从基本的超声波测距原理到实际硬件构建和软件编程的全过程，为学习者提供了全面的参考。