使用8051的超聲波測距儀
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在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用8051單片機(jī)和超聲波傳感器建立了一個(gè)超聲波測距儀。我們有不同的方法來測量距離。一種方法是使用超聲波傳感器或模塊進(jìn)行距離測量。這篇文章解釋了如何使用8051單片機(jī)來測量距離。這個(gè)超聲波測距儀系統(tǒng)可以測量4米的距離，精確度為3毫米。
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/202304/445283.htm超聲波測距儀的原理
一般來說，距離可以用脈沖回波和相位測量法來測量。在這里，可以用脈沖回聲法測量距離。超聲波模塊向物體發(fā)射信號，然后接收來自物體的回波信號并產(chǎn)生輸出信號，其時(shí)間周期與物體的距離成正比。 超聲波傳感器的機(jī)制類似于RADAR（無線電探測和測距）。
RADAR概念
這個(gè)電路根據(jù)正常溫度下的聲波速度計(jì)算物體的距離，并在LCD上顯示距離。
使用8051的超聲波測距儀的電路圖
使用8051電路的超聲波測距儀
超聲波測距儀所需元件
AT89C51單片機(jī)
8051編程板
編程電纜
HC - SR04 超聲波模塊
16 x 2 LCD
10KΩ 電位器
10μF / 16V 電解電容
2個(gè)10KΩ電阻(1/4瓦)
0592MHz晶體
2 x 33pF 電容器
按鈕
連接線
電源供應(yīng)器
Keil μVision 軟件
海德魯斯
Willar軟件
超聲波測距儀的電路設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目的主要部件是AT89C51微控制器，超聲波傳感器和LCD顯示屏。超聲波傳感器的TRIGGER和ECHO引腳分別連接到P3.1和P3.2引腳。 LCD的數(shù)據(jù)引腳連接到微控制器的PORT1，控制器的RS、RW和EN引腳分別連接到P3.6、GND和P3.7。這里，LCD（液晶顯示器）被用來顯示物體的距離。10KΩ POT用于改變LCD的對比度。微控制器、LCD和超聲波傳感器的電源引腳連接到5V直流。
超聲波模塊（超聲波傳感器）
HC - SR04超聲波模塊的工作原理是SONAR，被設(shè)計(jì)用來測量小型嵌入式項(xiàng)目中物體的范圍。它提供了優(yōu)秀的范圍檢測，具有高精確度和穩(wěn)定的讀數(shù)。該模塊的操作不受陽光或黑色材料的影響。
特點(diǎn)
該模塊的分辨率為3毫米
探測距離為2厘米至400厘米（4米）。
角度測量為30度
觸發(fā)輸入脈沖寬度為10μs
所需電流為15mA
頻率40KHz
引腳配置
Vcc：該引腳連接到正的5V直流電。
觸發(fā)器： 觸發(fā)信號被施加到這個(gè)引腳，用于啟動傳輸。這個(gè)信號必須在10μs內(nèi)為高電平。當(dāng)一個(gè)有效的觸發(fā)信號被應(yīng)用時(shí)，它會產(chǎn)生8個(gè)40KHz的脈沖。
回音： 在這個(gè)引腳，模塊產(chǎn)生的信號的時(shí)間周期與距離成正比。
GND：該引腳連接到地面。
使用8051電路的超聲波測距儀如何工作？
當(dāng)10μs的高電平脈沖應(yīng)用于TRIG引腳時(shí)，超聲波模塊連續(xù)發(fā)射8個(gè)40KHz的脈沖。在發(fā)射第8個(gè)脈沖后，傳感器的ECHO引腳變?yōu)楦唠娖?。?dāng)模塊收到來自物體的反射信號時(shí)，ECHO引腳變?yōu)榈碗娖?。信號離開和返回傳感器所需的時(shí)間被用來找出物體的范圍。
距離（厘米）=（時(shí)間/58
以英寸為單位的物體距離 = (時(shí)間/148)
距離也可以用超聲波的速度來計(jì)算 340m/s
時(shí)序圖
程序的算法
在TRIG引腳上發(fā)送10微秒的高電平脈沖
初始時(shí)P3.1=0；
P3.1 = 1;
delay_ms (10)；
P3.1 = 0;
等待，直到模塊發(fā)送40KHz的脈沖。當(dāng)?shù)?個(gè)脈沖被傳輸時(shí)回音針變成高電平，TIMER0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)輸入INT0變成低電平時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)數(shù)
while (INT0 == 0)；
while (INT0 == 1)；
TIMER0值等于信號前進(jìn)和復(fù)出的時(shí)間，所以我們只需要取一半的時(shí)間。
所需時(shí)間 = TIMER0 VALUE/2
超聲波脈沖的速度不過是音速，即340.29米/秒或34029厘米/秒。
距離 = 速度 * 時(shí)間 = 34029 * (TIMER0) / 2
在11.0592MHz時(shí)，TIMER0被遞增了1μs。
范圍 = 17015 * TIMER0 X 10-6
目標(biāo)范圍=TIMER0/58厘米。
如何操作？
首先將程序刻錄到單片機(jī)上
現(xiàn)在按照電路圖的要求進(jìn)行連接
在連接時(shí)要確保超聲波模塊的Vcc與5V直流電相連。
接通電路板的電源
將障礙物放在超聲波模塊前面，現(xiàn)在你可以在LCD上觀察距離。
關(guān)閉電路板的電源。
超聲波測距儀項(xiàng)目應(yīng)用
用來測量障礙物的距離。
該系統(tǒng)用于汽車停車傳感器和障礙物警告系統(tǒng)。
用在地形監(jiān)測機(jī)器人中。
電路的局限性
該系統(tǒng)不能測量更遠(yuǎn)的距離。
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