超声波测距仪汇总PPT学习教案.pptx

超声波测距仪是一种利用超声波在空气中的传播特性来测量物体间距离的设备。在本PPT学习教案中，主要介绍了超声波测距仪的设计要求、方案论述、超声波测距原理以及硬件选择。 1. 设计要求： - 超声波测距仪需具备0.20m至5.00m的测距能力，精度±1cm。 - 实时显示测量结果，以X.XXm的格式呈现。 - 设备通过LED灯提供安全提示：0.40m~1.00m（红色，危险距离），1.00m~2.00m（黄色，保持距离），2.00m以上（绿色，安全距离）。 2. 方案论述： - 超声波测距仪利用超声波的定向性和低能量消耗特性，通过测量发射和接收超声波之间的时间差来确定距离。 - 设计采用STC90C51单片机作为核心控制器，负责超声波的发射、接收和数据处理。 - 主要组成部分包括单片机主控模块、显示模块（3位数码管）、超声波发射模块（如HC-SR04）和接收模块。 - 设计的测距仪具有快速、操作简便、计算简单、实时控制和较高精度的优点，测量范围25cm~350cm，误差约1cm，满足设计需求。 3. 超声波测距原理： - 超声波发射器发出超声波，同时启动计时器。超声波遇到障碍物后反射回来，接收器停止计时。 - 利用公式s=340t/2计算距离，其中s为距离，t为时间差，340m/s为空气中超声波的传播速度。 4. 硬件选择： - 单片机选择STC90C51，具备32个I/O口线、看门狗、4k字节Flash存储器、128字节内部RAM、双级中断结构、定时/计数器、数据指针、内部振荡器等特性，适合于测距仪的应用。 - 超声波模块选用HC-SR04，具有稳定性高、精度高、盲区小的特点，适用于避障、物体测距和液位检测等场景。模块需5V直流电源，待机电流小于2mA，通过触发信号启动超声波发射并接收回波，根据时间差计算距离。 通过以上内容，我们可以了解到超声波测距仪的基本设计思路和技术实现，这在工程实践、物联网应用和自动化设备中具有广泛的应用价值。学习并掌握这些知识，对于理解传感器技术、单片机编程和电子设备设计等领域都非常有帮助。