题目：超声波测距仪的设计
超声波测距仪的设计
一、设计目的：
以51单片机为主控制器，利用超声波模块HCSR04，设计出一套可在数码管上实时显示障碍物距离的超声波测距仪。
通过该设计的制作，更为深入的了解51的工作原理，特别是51的中断系统及定时器计数器的应用；掌握数码管动态扫描显示的方法和超声波传感器测距的原理及方法，学会搭建51的最小系统及一些简单外围电路LED显示电路。从中提高电路的实际设计、焊接、检错、排错能力，并学会仿真及软件调试的基本方法。
二、设计要求：
设计一个超声波测距仪。要求：1能在数码管上实时显示障碍物的实际距离；2所测距离大于2cm小于300cm，精度2mm。
三、设计器材：
STC89C52RC单片机HCSR04超声波模块SM410561D3B四位的共阳数码管9014三极管（4）按键（1）电容（30PF2，10UF1）排阻（10K），万用板，电烙铁，万用表，5V直流稳压电源，镊子，钳子，
f导线及焊锡若干，电阻（200欧5）。
四、设计原理及设计方案：
（一）超声波测距原理超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声
波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L△t2C式中L要测的距离T发射波和反射波之间的时间间隔C超声波在空气中的声速，常温下取为344ms声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。
根据本次设计所要求的测量距离的范围及测量精度，我们选用的是HCSR04超声波测距模块。如下图所示。此模块已将发射电路和接收电路集成好了，硬件上不必再自行设计繁复的发射及接收电路，软件上也无需再通过定时器产生40Khz的方波引起压电陶瓷共振从而产生超声波。在使用时，只要在控制端‘Trig’发一个大于15us宽度的高电平就可以在接收端‘Echo’等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就打开定时器开始计时。当此口变为低电平时就停止计时并读出定时器的值，此值就为此次测距的时间，再根据传播速度方可算出障碍物的距离。
（二）超声波测距模块HCSR04简要介绍HCSR04超声波测距模块的主要技术参数使用方法如下所述：1主要技术参数：①使用电压：DC5V②静态电流：小于2mA③电平输出：高5V
f④电平输出：低0V
⑤感应角度：不大于15度
⑥探测距离：2cmr