基于单片机设计的超声波测距仪(采用HC-SR04模块)

一、前言

本项目是基于单片机设计的超声波测距仪，主要采用了STC89C52单片机和HC-SR04超声波测距模块。通过LCD1602液晶显示屏来展示测量的距离信息。

超声波测距技术是一种常见的非接触式测距方法，利用超声波的传播速度测量物体与测距器之间的距离。它具有测量范围广、精度高、反应迅速等特点，在自动控制、机器人导航、无人驾驶等领域得到广泛应用。

本项目选用了STC89C52作为主控芯片，它是一款常见且功能强大的8051系列单片机，具有较强的计算和控制能力，适合用于各种嵌入式系统设计。

同时，采用了HC-SR04超声波测距模块作为测距模块。HC-SR04模块能够向前发射超声波信号，并接收回波信号，通过测量发射到接收之间的时间差来计算出距离。

通过STC89C52单片机与HC-SR04超声波测距模块的连接和控制，可以实时获取测得的距离，并通过LCD1602液晶显示屏进行显示。LCD1602液晶显示屏具有简单、直观、易于读取的优点，可以方便地展示测量的距离信息。

本项目目的是设计一款简单而实用的超声波测距仪，为用户提供准确、可靠的距离测量功能，以满足不同领域对测距需求的应用。

image-20230913142057168

image-20230913142143839

二、项目设计思路

2.1 硬件设计

本项目的硬件设计思路主要包括以下几个方面：主控芯片选择、超声波测距模块选择、电源设计与连接方式。

（1）主控芯片选择：在本项目中，选用STC89C52单片机作为主控芯片。STC89C52是一款基于8051架构的单片机，具有丰富的外设资源和强大的计算能力，适合用于嵌入式系统设计。

（2）超声波测距模块选择：在本项目中，选用HC-SR04超声波测距模块作为测距模块。HC-SR04模块具有发送超声波信号和接收回波信号的功能，能够准确测量物体与测距器之间的距离。

（3）电源设计与连接方式：为了给单片机和超声波测距模块提供稳定的工作电源，可以选择使用直流电源适配器或者电池供电。通常情况下，将电源正极连接到单片机和超声波测距模块的VCC引脚上，将电源负极连接到GND引脚上。

2.2 软件设计

（1）初始化设置：在程序的开始部分，需要对单片机进行初始化设置，包括引脚模式设置、定时器设置等。

（2）发送超声波信号：通过单片机控制超声波测距模块的发送引脚，发射一定频率和持续时间的超声波信号。

（3）接收回波信号：单片机通过控制超声波测距模块的接收引脚，监听回波信号并计时，记录回波信号的持续时间。

（4）距离计算：根据回波信号的持续时间，可以计算出物体与测距器之间的距离。在软件中进行相关的计算，并将计算结果保存在变量中。

（5）数据显示：通过LCD1602液晶显示屏，将测量得到的距离信息显示出来。可以通过单片机控制液晶显示屏的引脚，向其发送相应的数据和命令。

2.3 硬件模块与单片机的连接方式

将HC-SR04超声波测距模块和LCD1602液晶显示屏连接到STC89C52单片机的IO口：

HC-SR04模块引脚连接：

（1）Trig引脚连接到单片机的P1.0口

（2）Echo引脚连接到单片机的P1.1口

（3）VCC引脚连接到单片机的VCC引脚

（4）GND引脚连接到单片机的GND引脚

LCD1602液晶显示屏引脚连接：

（1）RS引脚连接到单片机的P2.0口

（2）RW引脚连接到单片机的P2.1口

（3）E引脚连接到单片机的P2.2口

（4）D4引脚连接到单片机的P2.4口

（5）D5引脚连接到单片机的P2.5口

（6）D6引脚连接到单片机的P2.6口

（7）D7引脚连接到单片机的P2.7口

（8）VCC引脚连接到单片机的VCC引脚

（9）GND引脚连接到单片机的GND引脚

三、HC-SR04 模块介绍

HC-SR04 是一种常用的超声波测距模块，能够通过发射超声波脉冲并接收其回波来测量物体与模块之间的距离。以下是 HC-SR04 超声波测距模块的详细介绍：

（1）原理：HC-SR04 模块利用超声波的回波时间来计算物体与模块之间的距离。它由两个主要部分组成：超声波发射器和超声波接收器。发射器向前方发射短脉冲的超声波，然后接收器接收到回波。通过测量发射和接收之间的时间差，可以计算出物体到模块的距离。

（2）测量原理：HC-SR04 模块使用的超声波是不可闻的高频声波，通常工作频率为40 kHz。模块通过发送一个10微秒的脉冲来触发超声波的发射，然后等待接收回波。当接收到回波时，模块会停止计时，并将测量到的时间转换为距离。

（3）测量范围：HC-SR04 模块的测量范围通常在2cm到400cm之间，具体取决于环境条件和模块质量。较远距离的测量可能会有一定的误差。

（4）工作电压：HC-SR04 模块的工作电压通常为5V，可以通过连接到微控制器或其他适配器来供电。

（5）接口：HC-SR04 模块通常使用四个引脚进行连接。其中，两个引脚用于电源供电（VCC 和 GND），一个引脚用于触发超声波发射（Trig），另一个引脚用于接收超声波回波并输出测量结果（Echo）。

（6）使用方法：使用 HC-SR04 模块进行测距通常需要以下步骤：

  • 将模块连接到适当的电源和控制器。
  • 发送一个短脉冲触发信号到 Trig 引脚，使模块发射超声波。
  • 检测 Echo 引脚上的回波信号，并计算回波时间。
  • 根据回波时间和声速的关系，计算出物体到模块的距离。
  • 可以通过适当的算法和校准来提高测量的准确性。

（7）应用领域：HC-SR04 模块被广泛应用于距离测量、避障、无人机高度控制、智能车辆导航、自动门控制等领域。它具有简单易用、成本低廉和较好的测距精度等特点，适用于许多电子和机器人项目。

HC-SR04 超声波测距模块利用超声波的发射和接收来测量物体到模块之间的距离。它是一种常用的测距模块，具有简单易用、成本低廉和较好的测量精度等特点，适用于各种距离测量和避障应用。

四、项目完整代码设计

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>#define LCD_RS P2_0  // 液晶显示屏的RS引脚连接到P2.0口
#define LCD_RW P2_1  // 液晶显示屏的RW引脚连接到P2.1口
#define LCD_E  P2_2  // 液晶显示屏的E引脚连接到P2.2口
#define LCD_D4 P2_4  // 液晶显示屏的D4引脚连接到P2.4口
#define LCD_D5 P2_5  // 液晶显示屏的D5引脚连接到P2.5口
#define LCD_D6 P2_6  // 液晶显示屏的D6引脚连接到P2.6口
#define LCD_D7 P2_7  // 液晶显示屏的D7引脚连接到P2.7口#define TRIG P1_0    // 超声波测距模块的Trig引脚连接到P1.0口
#define ECHO P1_1    // 超声波测距模块的Echo引脚连接到P1.1口sbit RS = LCD_RS;
sbit RW = LCD_RW;
sbit E = LCD_E;
sbit D4 = LCD_D4;
sbit D5 = LCD_D5;
sbit D6 = LCD_D6;
sbit D7 = LCD_D7;void delay(unsigned int time) {while (time--) {for (int i = 0; i < 120; i++);}
}void lcd_enable() {E = 1;_nop_();E = 0;
}void lcd_write_cmd(unsigned char cmd) {RS = 0;RW = 0;P0 = cmd;lcd_enable();
}void lcd_write_data(unsigned char dat) {RS = 1;RW = 0;P0 = dat;lcd_enable();
}void lcd_init() {lcd_write_cmd(0x38);    // 初始化8位数据接口，2行显示，5x7点阵字符lcd_write_cmd(0x0c);    // 开启显示，不显示光标lcd_write_cmd(0x06);    // 光标右移，不移动显示lcd_write_cmd(0x01);    // 清屏
}void lcd_clear() {lcd_write_cmd(0x01);
}void lcd_print(const unsigned char *str) {while (*str) {lcd_write_data(*str++);}
}unsigned int measure_distance() {unsigned int distance;TRIG = 0;   // 发送触发信号delay(10);TRIG = 1;delay(12);TRIG = 0;while (!ECHO);  // 等待回波信号TH0 = 0;    // 初始化定时器初值TL0 = 0;TR0 = 1;    // 启动定时器while (ECHO);  // 等待回波信号结束TR0 = 0;    // 停止定时器distance = TH0 * 256 + TL0; // 计算距离distance = distance / 58;   // 将时间转换为距离（单位：厘米）return distance;
}void main() {unsigned int distance;lcd_init();lcd_clear();while (1) {distance = measure_distance();  // 测量距离lcd_clear();lcd_print("Distance: ");if (distance >= 100) {lcd_write_data(distance / 100 % 10 + '0');lcd_write_data(distance / 10 % 10 + '0');lcd_write_data('.');lcd_write_data(distance % 10 + '0');lcd_print(" m");} else {lcd_write_data(distance / 10 % 10 + '0');lcd_write_data('.');lcd_write_data(distance % 10 + '0');lcd_print(" cm");}delay(200);}
}

五、总结

本项目成功地设计和实现了一个基于STC89C52单片机和HC-SR04超声波测距模块的超声波测距仪。实现了距离测量和LCD显示的功能。这个简单而实用的设备可以广泛应用于距离测量和自动控制领域，为生活带来了便利。通过项目的实施，可以获得丰富的经验和知识。学会如何正确地连接硬件设备，理解和操作单片机的IO口，以及使用超声波测距模块进行距离测量。同时，可以提高C语言编程的技巧，掌握LCD1602液晶显示屏的控制方法。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/175992.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

Phpstudy v8.0/8.1添加 php-7.4.9

Phpstudy v8.0/8.1添加 php-7.4.9

1、官网下载最新的php版本 打开Windows版的官网下载&#xff0c;地址&#xff1a;PHP For Windows: Binaries and sources Releases 页面上有不同的PHP版本&#xff0c;这里我们下载的是64位nts版的PHP7.4.9&#xff0c;php-7.4.9-nts-Win32-vc15-x64.zip。 2、解压下载的文…
阅读更多...
前缀和算法总结

前缀和算法总结

前缀和思维导图&#xff1a; 一维前缀和算法模版&#xff1a; #include <iostream>using namespace std;const int N 100010;int n, m; int s[N];int main() {scanf("%d%d", &n, &m);for (int i 1; i < n; i){int x;scanf("%d", &…
阅读更多...
java--方法重写

java--方法重写

1.什么是方法重写 ①当子类觉得父类中的某个方法不好用&#xff0c;或者无法满足自己的需求时&#xff0c;子类可以重写一个方法名称、参数列表一样的方法&#xff0c;去覆盖父类的这个方法&#xff0c;这就是方法重写。 ②注意&#xff1a;重写后&#xff0c;方法的访问&…
阅读更多...
外汇天眼：你要多久才能成为一个赚钱的交易者？

外汇天眼：你要多久才能成为一个赚钱的交易者？

自古以来&#xff0c;从我们的远祖开始&#xff0c;遇到风险会先跑&#xff0c;看到食物就会先吃&#xff0c;怕被人抢走&#xff0c;这是我们求生本能。 但如果按照我们的天性去做交易&#xff0c;基本上是不容易赚到钱&#xff0c;因为这个心态是祖先留下来的&#xff0c;可…
阅读更多...
DM8数据库版本升级

DM8数据库版本升级

DM数据库版本升级说明 DM数据库的版本一直在不断的的迭代。 对于DM 的数据库版本&#xff0c;分大版本和小版本。 1)大版本&#xff1a;指DM6&#xff0c;DM7&#xff0c;DM8 这种。2)小版本&#xff1a;指同一个大版本子版本的变化&#xff0c;比如DM8的&#xff1a;8.1.0.1…
阅读更多...
蓝桥杯每日一题2023.11.24

蓝桥杯每日一题2023.11.24

题目描述 #include <stdio.h> #define N 100int connected(int* m, int p, int q) {return m[p]m[q]? 1 : 0; }void link(int* m, int p, int q) {int i;if(connected(m,p,q)) return;int pID m[p];int qID m[q];for(i0; i<N; i) ________________________________…
阅读更多...
Banana Pi最新的路由器板BPI-R4上市销售，基于MediaTek MT7988A

Banana Pi最新的路由器板BPI-R4上市销售，基于MediaTek MT7988A

Banana Pi 发布了一款新的路由器板 Banana Pi BPI-R4&#xff0c;基于配备四核 Arm CPU 的 MediaTek MT7988A SoC。该板不仅仅是Raspberry Pi 的另一个替代品&#xff0c;而且是用于家庭网络和自动化的设备。 Banana Pi BPI-R4 的外形尺寸比单板计算机更像网络设备。对于那些希…
阅读更多...
金蝶云星辰无代码集成第三方系统，轻松实现跨应用对接

金蝶云星辰无代码集成第三方系统，轻松实现跨应用对接

客户的基本信息、订单信息和物流详情等往往散落在各种不同的软件系统中&#xff0c;如CRM、OA、物流系统及客服系统等&#xff0c;企业在实现跨组织的业务协同和数据同步时依然存在诸多待解决的挑战。为了实现更大范围的数据整合与信息共享&#xff0c;这些系统需要与金蝶云星辰…
阅读更多...
2023-11-27操作系统---进程—线程—实验

2023-11-27操作系统---进程—线程—实验

目录 2023-11-27操作系统_进程—线程_实验 5-10&#xff1a; 代码&#xff1a; 运行结果: 5-11 代码&#xff1a; 运行结果&#xff1a;​编辑 2023-11-27操作系统实验 5-10&#xff1a; 代码&#xff1a; #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include…
阅读更多...
＜JavaEE＞ 线程的五种创建方法 和 查看线程的两种方式

＜JavaEE＞ 线程的五种创建方法 和 查看线程的两种方式

目录 一、线程的创建方法 1.1 继承 Thread -> 重写 run 方法 1.2 使用匿名内部类 -> 继承 Thread -> 重写 run 方法 1.3 实现 Runnable 接口 -> 重写 run 方法 1.4 使用匿名内部类 -> 实现 Runnable 接口 -> 重写 run 方法 1.5 使用 lambda 表达式 二…
阅读更多...
「Verilog学习笔记」非整数倍数据位宽转换8to12

「Verilog学习笔记」非整数倍数据位宽转换8to12

专栏前言 本专栏的内容主要是记录本人学习Verilog过程中的一些知识点&#xff0c;刷题网站用的是牛客网 要实现8bit数据至12bit数据的位宽转换&#xff0c;必须要用寄存器将先到达的数据进行缓存。8bit数据至12bit数据&#xff0c;相当于1.5个输入数据拼接成一个输出数据&#…
阅读更多...
IDEA DeBug

IDEA DeBug

文章目录 01_Debug简介和意义02_IDEA中的Debug步骤03_跳转到当前代码执行的行04_步过调试的使用05_步入调试的使用06_强制步入调试的使用07_步出调试的使用08_回退断点调试的使用09_运行到光标处10_计算表达式11_条件断点12_多线程调试 01_Debug简介和意义 什么是程序DeBug&am…
阅读更多...
Python读取modbus RTU协议

Python读取modbus RTU协议

Python读取modbus RTU协议 下载modbus_tk库 pip3 install modbus_tkexecute主要函数 参考文章Python玩转modbus 软件模拟 vspdmodbus slave 虚拟COM1和COM2 modbus slave连接COM2口 更改从机数据 Python读取 import serial from modbus_tk import defines as cst from m…
阅读更多...
CentOS添加开机启动

CentOS添加开机启动

1.编写项目启动脚本&#xff08;run.sh&#xff09; #!/bin/bash-切换到程序所在路径 cd /home/cavs_install/app/cavs-admin/target/ # 等待其他组件启动完毕后再启动本项目&#xff08;如果不需要等待&#xff0c;本步骤可省略&#xff09; sleep 300 # 实际启动命令 nohup …
阅读更多...
Java核心知识点整理大全19-笔记

Java核心知识点整理大全19-笔记

目录 14.1.5.2. MemStore 刷盘 全局内存控制 MemStore 达到上限 RegionServer 的 Hlog 数量达到上限 手工触发 关闭 RegionServer 触发 Region 使用 HLOG 恢复完数据后触发 14.1.6.HBase vs Cassandra 15. MongoDB 15.1.1. 概念 15.1.2. 特点 16. Cassandra 16.1.1…
阅读更多...
MATLAB实战 | 不同形式的三维曲面图

MATLAB实战 | 不同形式的三维曲面图

通常&#xff0c;MATLAB中绘制三维曲面图&#xff0c;先要生成网格数据&#xff0c;再调用mesh函数和surf函数绘制三维曲面。若曲面用含两个自变量的参数方程定义&#xff0c;则还可以调用fmesh函数和fsurf函数绘图。若曲面用隐函数定义&#xff0c;则可以调用fimplicit3函数绘…
阅读更多...
【JUC】十三、CompletableFuture的常用方法

【JUC】十三、CompletableFuture的常用方法

文章目录 1、获得结果和触发计算2、对计算结果进行处理3、对结算结果进行消费4、CompletableFuture的thenXX和thenXXAsync5、对计算速度进行选用6、对计算结果进行合并 1、获得结果和触发计算 获取任务结果 public T get()public T get(long timeout, TimeUnit unit)public T…
阅读更多...
STM32F103C8T6——4路PWM

STM32F103C8T6——4路PWM

//main()函数前面的extern TIM_HandleTypeDef htim2;extern TIM_HandleTypeDef htim3;//main()函数内部额外添加的HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2…
阅读更多...
013 C++ set与map的用法

013 C++ set与map的用法

前言 本文将会向你介绍set与map的主要用法 set详解 int main() {set<string> s;vector<string> v { "Fan1","Fan2", "Fan3", "Fan4" };for (auto e : v){s.insert(e);}string input;while (cin >> input){if (s.…
阅读更多...
数组题目：118. 杨辉三角 、 119. 杨辉三角 II 、661. 图片平滑器 、598. 范围求和 II 、 419. 甲板上的战舰

数组题目：118. 杨辉三角 、 119. 杨辉三角 II 、661. 图片平滑器 、598. 范围求和 II 、 419. 甲板上的战舰

118. 杨辉三角 思路&#xff1a; 找规律&#xff0c;每一行的第一个元素和最后一个元素都是1&#xff0c;其中中间需要改变的数找对应的规律 比如第二行&#xff08;从0开始&#xff09;的2&#xff0c;是dp[1][0] dp[1][1]。类似的找出对应的规律 代码&#xff1a; clas…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023