基于MSP430的超声波测距及报警系统

摘要本设计的内容是基于单片机MSP430的超声波测距系统。

主要是利用超声波的特点，将超声波测距系统与MSP430单片机结合起来，设计出测距报警系统。

当超声波传感器与障碍物的距离小于所设定的安全距离时，系统能发出声光警报，并随着距离的不断接近，报警频率不断提高。

与此同时还在液晶上显示出当前距离以及安全距离。

工作时超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接受到遇到障碍物反射回来的反射波，然后准确的测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的这段时间，根据超声波的传播速度，计算出到障碍物的距离。

本设计采用软、硬件结合的方法，并在Proteus中进行了系统仿真。

关键词：MSP430 超声波测距Abstract The content of this design is the ultrasonic ranging system based on single-chip 忽略puter MSP430. Mainly using the characteristics of ultrasonic 忽略bined ultrasonic ranging system with MSP430 single chip micro忽略puter, design range alarm system. When the ultrasonic sensors and obstacle distance is less than the safe distance set, the system can send out sound and light alarm, and with the close distance, alarm frequency increasing. At the same time also on the LCD shows the current distance and a safe distance. Work issue ultrasonic pulse ultrasonic emitter, ultrasonic receivers accept reflected the reflection to encounter obstacles, and then the accurate measurement of ultrasonic from launch to detect obstacles to reflect back to this period of time, according to the ultrasonic wave propagationvelocity, calculate the distance to the obstacles.This design adopts the method of bining software and hardware, and has carried on the system in the Proteus simulation.Keywords: Microcontroller MSP430 Ultrasonic Ranging目录前言 (1)第1章系统总体方案与框架 (2)1.1 设计整体思路与基本原理 (2)1.2 系统总体概述 (2)第2 章实现系统硬件设计 (4)2.1 主控模块 (4)2.2 超声波测距模块 (4)2.3 LCD显示模块 (6)2.4 声光报警模块 (10)2.5 系统参数调整模块 (10)第3 章系统软件设计 (11)3.1 运行方式控制程序流程设计 (11)第4 章电路调试及性能分析 (13)4.1 电路的调试 (13)4.1.1电源的选择 (13)4.1.2 蜂鸣器 (14)4.2 测试及结果分析 (14)结论 (15)致谢 (17)参考文献 (18)附件 (19)前言随着社会经济的迅速发展，人们生活水平不断提高，越来越多的人都拥有自己的汽车。

基于MSP430的跌倒预防与报警的一体化系统作者：段声才陈景泽叶伟徐科军来源：《中国新技术新产品》2018年第10期摘要：社会老年人口的大量增加和巨大的跌倒危害使得有关老年人跌倒问题的研究十分重要。

本文提出了基于 MSP430的跌倒预防与报警的一体化系统，系统以老人室内穿的拖鞋为载体，使用超声波传感器检测脚部前方障碍物并反馈给老人，从而降低因触碰障碍物而跌倒的危险；系统使用新型惯性传感器MPU6050来检测老人的行为状态，采用双重阈值算法来判断老人是否为跌倒状态，并通过SIM900A发送求救信息。

我们通过相关实验验证了方法的有效性和系统的准确性。

关键词：跌倒预防；跌倒检测；MSP430；MPU6050中图分类号：TP277 文献标志码：A0 引言有调查研究显示，在70岁以上的健康老年人群里，有40%的老人每年至少发生一次跌倒行为；在护理机构中的老年人群里，有43%的老人至少发生一次跌倒行为。

老年人由于自身身体原因，室外活动较少，更长时间居于室内，导致超过50%的老人跌倒案例发生于室内，同时仅有37.9%的跌倒老人得到及时救助。

老年人口数量的快速增长和跌倒的巨大危害使得老人室内跌倒预防与报警系统的研制十分必要。

在本文中，笔者提出一种基于MSP430的跌倒预防与报警一体化系统，适用于独自生活或养老院中的老年人。

1 相关研究现状目前跌倒识别和预警的方法大致可以分为以下3类：基于视频监测技术、基于环境感知技术和基于可穿戴式传感技术。

基于视频监测技术的系统使用图像处理方法，如从背景中分割个体，提取特征等来检测跌倒。

该方法不需要在使用者身上佩戴任何装置，但是该方法不能保护个人隐私，并且在视频监控有盲点时具有局限性。

基于环境感知技术的装置包括超声波传感器、振动传感器等，通过分析声音信号来检测跌倒。

然而，由于正常的生活环境中存在的过度噪声降低了从传感器获得的信号，导致该方法的检测精度较低。

基于可穿戴式传感技术，由于低成本、易用性和高性能等方面的优势，被归类为最优选合适的和实用的跌倒监测方法。

编号：桂林理工大学博文管理学院实习实训课程指导教程——《单片机应用实践》——《电子设计与应用实践》基于单片机的超声波测距仪设计与实现2015年9月摘要由于超声波的指向性强，能量消耗缓慢，在介质中转播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物体位置测量仪等都可以通过超声波来实现。

该系统介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。

该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。

并且描述了系统研制的理论基础，超声波传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的单片机对系统起到了积极的作用。

关键词：单片机；测距；超声波目录1 项目要求 (4)2项目分析和系统设计 (4)3 硬件设计 (4)3.1单片机选型模块 (5)3.2 SDM-IO集成模块 (5)3.3 1602液晶显示模块 (6)3.4系统电源 (6)4 软件设计 (6)4.1主程序 (6)5 系统调试 (7)5.1硬件调试 (7)5.2程序调试 (8)5.3联合调试 (10)6项目演练 (10)7项目总结 (10)附录1电路设计原理图（参考） (11)附录2 PCB设计原理图（参考） .............................................................. 错误！未定义书签。

附录3 关键程序（参考） (12)基于单片机的超声波测距仪设计与实现1 项目要求本系统利用MSP430单片机为核心器件，外加超声波接收、发射电路和报警电路，用动态扫描法实现LCD1602数字显示，完成超声波测距及报警功能。

该系统主要实现的功能如下：1. 测量与被测物体之间的距离，采集室内温湿度（用于声速的温湿度补偿）；2. 采用液晶动态显示与被测物体之间的距离及温湿度等；3. 设置距离阈值，当超过此值时蜂鸣器会发出报警信号，且距离越近发出的声音的频率越高，当与障碍物之间的距离超过最小距离时，红色LED会发亮，实现报警；2项目分析和系统设计由单片机向Trig管脚输入一个10uS以上的高电平,可触发模块测距。

基于MSP430单片机的倒车雷达设计摘要随着我国汽车产业的告诉发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性备受商家关注，印象和防盗器就是明证。

近两年来，倒车雷达成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达。

倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。

本文详细介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。

该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。

并且描述了系统研制的理论基础，超声波传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的单片机对系统起到了积极的作用。

论文概述了超声波检测的发展及原理，介绍了超声波传感器的原理以及特性，并且在在此基础上提出了系统的总体构成。

针对测距系统发射、接受、检测、多路控制、显示部分的总体设计方案进行了论证。

关键词：倒车雷达；MSP430单片机；超声波测距。

The Design of Car Parking Sensor Based on MSP430 ChipAbstractWith the development of China's automobile industry to tell, especially in the past two or three years entered the private car of the era, automotive electronics industry has become a new growth point, automobile electronic products and market a broad high-margin business of much attention, impressions, and anti-theft device is proof. The past two years, reversing radar became the new love of electronic business, many manufacturers have produced anti-theft device involved reversing radar.Parking sensor is called "reverse collision avoidance radar," is secure car parking assist device, capable of voice or a more intuitive display of obstacles around the situation told the driver to lift the driver start the vehicle parking and access around, problems arising and to help the driver dead livestock and blurred vision defects.This paper describes the MSP430 microcontroller based ultrasonic pulse ranging reversing early-warning radar system. The system is the propagation velocity of ultrasonic wave in the air to determine the conditions under test using reflected ultrasonic distance measurement. And describes the theoretical basis of system development, ultrasonic sensors and other parts of the circuit design and the use of the excellent performance of the SCM system has played a positive role.Paper outlines the development of ultrasonic testing and the principle, introduced the principle and the characteristics of ultrasonic sensors, and on this basis, the overall composition of the proposed system. Ranging system for launch, receive, test, multiple control, showing part of the overall design were demonstrated.Keywords ：reversing radar; MSP430 microcontroller; Ultrasonic Ranging目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1. 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.3 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.4 倒车雷达的发展趋势 (3)1.5 论文主要研究内容 (4)2. 倒车雷达的相关技术 (5)2.1 超声波介绍 (5)2.2 超声波传感器 (6)2.2.1 超声波传感器结构 (6)2.2.2 工作程式 (8)2.2.3 系统构成 (8)2.3 系统测距原理 (9)3. 系统的硬件设计 (11)3.1 硬件结构 (11)3.2 MSP430单片机 (11)3.3 系统的硬件电路设计 (12)3.3.1 主控制器选择及硬件组成 (12)3.3.2 电源电路 (12)3.3.3 复位电路 (13)3.3.4 时钟电路 (14)3.3.5 存储器电路设计 (15)3.4 超声波换能器电路设计 (16)3.4.1 倒车雷达总体结构 (16)3.4.2 超声波发射信号 (16)3.4.3 超声波接收电路 (17)3.4.4 显示电路与报警提示设计 (18)3.4.5 MSP430单片机介绍 (19)4. 系统软件设计 (21)4.1 软件设计总体思路 (21)4.1.1 总体思路 (21)4.1.2 需要完成的任务 (22)4.2 图像视频的采集与播放 (22)4.2.1 USB摄像头的组成 (22)4.2.2 LCD显示的程序设计 (23)4.3 超声波发射和接受部分软件 (25)5. 总结 (29)参考文献 (32)致谢 (34)1. 绪论1.1 引言超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后，反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。

基于MSP430F5438A超声波测距仪的设计作者：黄璞来源：《无线互联科技》2014年第12期摘要：本设计介绍了一种高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计思路，系统以MSP430F5438A控制器为主控核心，电路采用模块化设计，控制发射模块发射超声波。

声波在传送过程中碰到障碍物产生反射，接收模块接受回波，交给单片机计算处理。

同时，结合温度传感器，计算出环境温度对应的声速，计算出往返距离。

关键词：MSP430F5438A；超声波；温度传感器随着电子技术的发展，出现了激光测距、微波雷达测距超声波测距等几种方式。

前2种方法由于成本高、技术难度大，一般仅用于建筑测量和军事工业，而超声波测距则由于其技术难度相对较低，且成本低廉，在民用测距仪中的应用越来越广。

这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域，作为一种非接触式的检测方法，朝着更加高定位高精度的方向发展。

它不受被测对象颜色的影响。

对于被测物处于烟雾、电磁干扰、黑暗、有灰尘、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。

因此在液位测量、车辆防撞雷达等方面有广泛应用。

而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。

因此本设计也是利用超声波来测量距离。

1 设计思路超声波测距的原理一般采用渡越世间法TOF（timeofflight）。

原理是测量出超声波从发射到经过障碍物反射的回波到达发射探头的时间，实际上是测量时间。

从发射超声波至接收回波所经历的射程时间，时间值乘以超声波的传播速度就可以得声源与障碍物之间的往返距离。

采用MSP430F5438A为主控制器，使用16M晶振，其处理速度快，容量大而且自带功能齐全。

本设计中用到了MSP430F5438A芯片内部集成温度传感器，不仅简化了外围电路和降低硬件成本，而且还减小了测量误差，测量精度理论上可以达到毫米级。

选用HC-SR04超声波传感器，这种型号的传感器本身集成了滤波、积分比较电路，外围电路设计较为简单。

基于MSP430的飞机无线电高度表的超声波模拟方案设计低高度无线电高度表是用于测量飞机在低空飞行时地面到飞机的垂直距离的无线电设备，是近地警告系统的组成部分、是重要的飞行器仪表之一。

本设计以TI公司生产的16位低功耗单片机MSP430F169为主控制核心，以STC公司生产的8位高速单片机STC89C52作为辅助测距核心。

模仿飞机低高度无线电高度表的工作情况，使用超声波代替无线电进行测距。

本设计主要由超声波测距模块、MSP430F169主控制模块、12864液晶显示模块、4X4键盘模块、WT588D 语音报警模块组成。

标签：无线电高度表；MSP430F169；测距；声光报警Abstract：The low altitude radio altimeter is a radio equipment used to measure the vertical distance between the ground and the aircraft in low altitude flight. It is an integral part of the near earth warning system and one of the important aircraft instruments. In this design，the 16-bit low-power single-chip microcomputer MSP430F169 is the main control core，and the 8-bit high-speed single-chip microcomputer STC89C52 produced by STC company is the auxiliary ranging core. The paper simulates the work of the aircraft’s low altitude radio altimeter and uses ultrasound instead of the radio for ranging. This design is mainly composed of ultrasonic ranging module，MSP430F169 main control module，12864 LCD module，4×4 keyboard module，WT588D voice alarm module.Keywords：radio altimeter；MSP430F169；ranging；acousto-optic alarm1 系统硬件设计1.1 主控制模块本设计的主控制模块是基于MSP430F169低功耗16位单片机的最小系统。

The Science Education Article CollectsTotal.494 May2020（B）总第494期2020年5月（中）摘要本设计是一种基于MSP430G2553单片机的超声波测距仪，电路采用模块化设计，发射模块发出超声波，探测到障碍物后反射超声波信号，接收模块接收并交给单片机进行处理，最终结合温度传感器采用时差法计算出往返距离。

关键词MSP430G2553；超声波；测距系统Design of Ultrasonic Range Finder Based on MSP430G2553//Cui Jiaxu,Tao JunjieAbstract This design is an ultrasonic rangefinder based on MSP430G2553single chip microcomputer.The circuit adopts modular design.The transmitting module sends out ultrasonic waves and reflects ultrasonic signals after detecting obstacles. The receiving module receives and sends the ultrasonic signals to the single chip microcomputer for processing.Finally,the return distance is calculated by time difference method combined with temperature sensor.Key words MSP430G2553;ultrasonic wave;ranging system1引言近几年，随着我国科技水平的提高，测距手段变得十分先进和多样，目前已经有红外测距、激光测距和超声波测距等多种方法，前两种方法制作难度较大，成本较高，一般应用于军事测量和工业测量。

基于MSP430单片机距离保护系统的设计摘要：本文介绍了一种基于MSP430单片机的距离保护系统设计。

该系统可以有效地检测并显示周围环境中的障碍物距离，并及时发出警报声以提醒驾驶员注意安全。

系统的实现采用了超声波传感器和MSP430单片机进行数据采集和处理。

实验结果表明，该系统具有高灵敏度、准确性和稳定性，能够满足距离保护的相关要求。

关键词：MSP430单片机；距离保护；超声波传感器；警报声；安全一、介绍目前，汽车行业对距离保护系统的需求越来越高。

距离保护系统可以在行驶中帮助驾驶员监测道路上的障碍物和其他车辆，提高驾驶的安全性和稳定性。

超声波传感器是距离保护系统的一种常用传感器，可以通过发射和接收超声波信号来测量障碍物距离。

MSP430单片机是一种微控制器，具有低功耗、高性能和丰富的外设接口，可以用于智能控制、数据采集和处理等方面。

在本文中，我们将介绍一种基于MSP430单片机的距离保护系统设计。

该系统可以通过超声波传感器检测周围环境中的障碍物距离，并将数据显示在液晶屏上。

同时，系统还可以发出警报声以提醒驾驶员注意安全。

本文的结构如下：第二部分介绍系统的设计原理和实现方法；第三部分是实验结果和分析；第四部分是总结和展望。

二、设计及规划该系统主要由MSP430单片机、超声波传感器、液晶屏和蜂鸣器等组成。

为了实现障碍物距离的测量和显示，本系统采用了一种超声波传感器。

超声波传感器可以通过发射超声波信号，并测量反弹回来的信号，计算出障碍物与传感器的距离。

具体来说，传感器将高频信号转换成超声波信号，经过一段时间后，反射回来的信号被传感器转换成电信号，并由MSP430单片机进行采集和处理。

MSP430单片机通过测量发送和接收信号之间的时间差来计算障碍物与传感器的距离。

图2显示了超声波传感器测量距离的原理。

本系统使用MSP430单片机进行数据采集和处理。

MSP430单片机具有低功耗、高性能和丰富的外设接口，可以用于智能控制、数据采集和处理等方面。

超声波测距仪设计实验报告引言随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

展望未来，超声波测距仪作为种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。

无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。

随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。

在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

一课题要求设计超声波测距系统，设计要求：（1）用给定的超声波模块制作超声波测距系统；（2）用按键实现测距、清零、复位等控制；（3）用4 位LED 数码管或液晶显示测量到的距离。

二实验原理超声波在液体、固体中衰减小、穿透力强、对某些固体、穿透深度能达到几十米的范围；另外，超声波方向性好，能够定向传播。

因此，可以作为物体探查和进行测量的可靠手段。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，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停止计时。

超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。

三整体电路设计整体电路的控制核心为单片机msp430f6638。

超声波发射和接收电路中都对相应信号进行整形及放大，以保证测量结果尽可能精确。

超声波探头接OUT口实现超声波的发射和接收。