文档介绍：基于AVR单片机的超声测距系统
班级:自动化093
姓名:单晓宇
学号:203090337
指导老师:刘娣
一、项目实施的背景,意义
超声波是频率高于20000赫兹的声波,它穿透能力强,方向性好,可以很高的集中声能,利用超声波测量距离有着广泛的用途和市场前景,可应用于建筑工地、工业现场等的距离测量、倒车提醒等。利用超声波检测往往易于做到实时控制、比较迅速、方便、计算也比较简单,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
本文介绍了一种基于AVR单片机和HC-SR04超声测距模块的实现的超声波实时测距系统,该系统具有体积小巧,测量精确,成本低廉,实用性强等诸多优点,可广泛应用于工业和日常生活中的诸多测距场合。
测距原理
超声波测距原理是通过超声波发射器向某方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为V,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S,即:
S=V×△t/2
三、系统结构
测距仪在硬件组成上主要由ATmega16芯片和HC-SR04超声测距模块组成。超声测距模块的Trig、Echo口分别与单片机的两个I/O口相连。编程实现上,单片机从与超声模块触发口相连的I/O发出触发脉冲,触发测距模块工作,返回测距脉冲。当收到返回脉冲时,定时器开始工作,返回脉冲消失时,关定时器。测得时间为t,再由软件进行辨别、计算,得出距离数并送数码管显示。同时还添加一些辅助外设如矩阵键盘实现一些对超声测距仪的控制功能。系统总体框图如下图所示。
(1)单片机系统电路
(2)HC-SR04模块
(3)4位数码管显示电路
(4)矩阵键盘电路
四、主要电路
ATmega16最小系统
HC-SR04超声模块
四位共阳极数码管
2*2矩阵键盘
系统PCB绘制