摘要：随着社会的进步，科技的发展，人们对待科学的态度也是越来越严谨。传统的接触式测距因为测量精度、测量环境等问题已经满足不了市场的需求。因此，非接触测距的应用也是越来越普遍，它的工作性能、精度等方面都远不是传统测距方式所能比拟的。而其中超声波凭借其指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，被广泛地应用在各个领域中。例如，液面测量、管道、矿井等工业现场，倒车雷达、自动驾驶等汽车领域，超声波测距都有广泛的应用。

自上世纪七十年代问世至今，单片机凭借其高集成度、高性能、低功耗、体积小以及廉价等一系列优点一直被广泛地应用于各个领域。现如今，8位单片机因其功能强大并且使用相对更简单的优势仍然占据着大量的市场份额。其中，“AT”以及“STC”系列的单片机是我们所熟知的。

本设计以AT89C51单片机为控制核心、精度较高的HC-SR04超声波模块进行测距，DS18B20温度传感器实现温补并且通过LCD1602显示实时温度与距离，利用三个按键来调整测距的上限以及下限值，最后在通过蜂鸣器来检测实际测量距离是否在设定值以内。

关键词：超声波测距，AT89C51单片机，HC-SR04超声波传感器，LCD液晶显示

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状及发展趋势-1

1.3 设计要求与本文内容-2

第二章 系统设计方案及器件介绍-4

2.1 电路方案比较-4

2.1.1 激光测距-4

2.1.2 超声波测距-4

2.2电路总体方案-4

2.3 单片机概述-5

2.3.1 AT89C51简介-5

2.3.2 AT89C51外部结构及引脚功能-5

2.4 超声波测距传感器HC-SR04-7

2.4.1 HC-SR04产品特点及工作原理-7

2.4.2 实物图及引脚介绍-8

2.4.3 HC-SR04的电气参数-8

表2.4 电气参数-8

2.4.4超声波时序图-9

2.4.5超声波测距原理-9

2.5 温度传感器-10

2.5.1 DS18B20简介-10

2.5.2实物图及引脚介绍-10

2.5.3 主要特性-11

2.5.4 温度数据表-11

2.6液晶显示模块LCD1602-12

2.6.1 LCD1602介绍-12

2.6.2实物图以及引脚介绍-12

第三章 系统硬件电路设计-14

3.1.单片机最小系统-14

3.1.1 AT89C51芯片-14

3.1.2复位电路-14

3.1.2 晶振电路-15

3.2 5V稳压电路-16

3.3 LCD显示电路-16

3.4 报警模块-17

3.5按键电路-17

3.6超声波测距模块-18

3.7 温度检测模块-19

3.8系统总体电路仿真图-20

第四章 系统软件设计-21

4.1系统软件设计方案-21

4.2主程序流程图-21

4.3子程序流程图-22

第五章 系统调试-25

5.1硬件安装-25

5.1.1 购买元件-25

5.1.2放置、焊接各元件-25

5.2 硬件调试-26

第六章 总结和展望-29

参考文献-30

致谢-32