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超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离比较远，因此超声波常用于障碍物的距离测量。由于超声波可以做到无接触检测距离，这一特性在人体获其他物体高度的测量上会非常方便。本设计采用以AT89C51为核心的低成本、高精度、数字显示超声波测距的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、中断程序、HC-RS04超声波传感器的发射接受程序、显示子程序等模块组成。最终通过电路来实现测距功能，当距离小于设定值或距离超过程序设定最远距离值启动报警机制。
按模块划分可分为数据采集、按键控制、数码管显示、发光二极管和蜂鸣器报警四个子模块。电路结构划分可以划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。本次设计的核心是单片机控制模块，所以此设计是单片机应用系统 的一种应用。系统采用STC89C51RD+单片机作为核心控制单元，当测量距离小于设定距离时，主控芯片将测量的距离与设定值进行比较处理，然后控制蜂鸣器报警。
系统总体的设计框图如图所示：
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