超声波传感器而发射出超声波。

由于超声波的传播距离与它的振幅成正比，为了使测距范围足够远，可对振荡信号进行功率放大后再加在超声波传感器上。

图中为超声波传感器，是超声波测距系统中的重要器件。

利用逆压电效应将加在其上的电信号转换为超声机械波向外辐射利用压电效应可以将作用在它上面的机械振动转换为相应的电信号，从而起到能量转换的作用。

市售的超声波传感器有专用型和兼用型，专用型就是发送器用作发送超声波，接收器用作接收超声波。

兼用型就是收发体，只个传感器头，具有发送和接收声波的双重作用，称为可逆元件。

图超声波发射电路接收电路的设计集成电路是款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。

考虑到红外遥控常用的载波频率与测距的超声波频率较为接近，可以利用它做超声波的检测接收电路。

下面对红外遥控接收器集成电路做个简要的介绍。

是日本索尼公司生产的彩电专用红外遥控接收器，采用单列脚直插式，超小型封装。

的基本性能如下电源电压典型值，最大。

电源电流典型值为。

输出低电平。

电压增益。

输入阻抗为。

滤波器中心频率为。

其内部结构如下图所示。

图内部结构图各引脚功能如下表表引脚功能引脚名称功能信号输入端网络连接端，该端与地串接网络，以确定前置放大器的频率特性与增益。

阻值大，容量小，增益低反之则高但不宜过大，否则瞬态响应速度会降低。

检波电容连接端，该端与地接检波电容，电容量大，则为平均值检波，瞬态响应灵敏度低电容值小，则为峰值检波，瞬态响应灵敏度高，但检波输出的脉宽变动大。

接地端带通滤波器中心频率设置端，通过该脚与电源正端接电阻来确定，当千欧时，中心频率当千欧时，中心频率。

积分电容连接端，该脚所接积分电容标准值为，当电容值增大时，则外部滤波干扰增强，而且输出脉冲的低电平持续时间增加。

信号输出端，该端口为集电极开路输出，当该脚与电源正端接千欧的电阻时，输出脉冲低电平的标准值约为电源正端，接该内部主要包括前置放大器，限幅放大，带通滤波，峰值检波，积分滤波及波形整形电路等。

基本原理如下接收换能器把超声波回波转换为相应频率的数字编码脉冲调幅波，并由脚进入集成放大器的正相输入端。

脚是放大器的反相输入端，外接负反馈网络，可以决定和调节放大器的频率特性和电压增益，当电阻值小或者电容值大时，电压增益高，通频带窄反之，电压增益低，通频带宽。

在放大器输入端设置有电路即自动偏压电路或者自动电平控制电路，它可使放大及限幅电路输出电平稳定的编码信号，可自动调整放大器的偏置电压，使放大器的输出电平稳定。

然后，信号进入限幅放大器，可以滤除杂乱的寄生调幅和其他干扰，输出包络脉冲顶部平直的编码脉冲调幅波。

信号再进入带通滤波器，滤除频率范围以外的干扰信号。

脚外接电阻。

调节其阻值可调节带通滤波器的中心频率值。

然后信号进入峰值检波器，对编码脉冲的调幅波进行振幅检波，解调出数字编码脉冲信号，脚外接电容是峰值检波器的滤波电容。

检波出的信号再送到整形电路中进行波形转换与整形，最后由脚输出数字编码脉冲信号，送至去识别，处理。

脚外接积分电容，可以滤除已调波的载波频率分量。

而由检波器输出的数据编码信号，不能识别，故在检波器后设置由积分电路和磁滞回线型比较器组成的整形电路，整形电路是种波形变换电路，它可将检波器输出的宽度编码脉冲整形变换为所能识别的数字信号。

而实用的波形整形电路是积分电路和施密特比较器组成的电路。

根据以上原理，超声波测距系统的接收电路如下图所示。

超声波接收换能器将接收到的回波信号转换后经过电容初步滤波后，进入的脚，经过的前置放大器，限幅放大，带通滤波器中心频率为，检波器及比较器，最后经过内部的整形电路，从脚输出至单片机的外部中断口。

当芯片接收到的信号时，脚的输出由高电平转为低电平，单片机外部中断口检测到输入信号的下降沿或者低电平时，立即产生中断，同时停止定时计数器。

从而得到超声波的回波时间。

图如果测试距离超过限制距离则报警超出距离显示主程序流程图软件分为两部分，主程序和中断服务程序，如图所示。

主程序完成初始化工作各路超声波发射和接收顺序的控制。

定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取距离计算结果的输出等工作。

程序流程图所示。

图软件程序流程图图定时器中断服务子程流程序图图中断服务子程序流程图超声波测距时工作过程如下第由单片机发出控制产生脉冲信号。

第二脉冲信号通过超声波发射换能器发出超声波。

第三单片机在发送脉冲时刻开始计时。

第四超声波遇到障碍物后回波被超声波换能器接收。

第五读取口计数值。

第六数据计算。

第七显示报警。

主程序首先是对系统环境初始化，设置定时器工作模式为位定时计数器模式。

置位总中断允许位并给显示端口和清。

然后调用超声波发生子程序送出个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约毫秒这也就是超声波测距仪会有个最小可测距离的原因，才打开外中断接收返回的超声波信号。

由于采用的是的晶振，计数器每计个数就是，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器中的数即超声波来回所用的时间按式计算，即可得被测物体与测距仪之间的距离，设计时取时的声速为则有其中，为计数器的计算值。

测出距离后结果将以十六进制方式送往显示约，然后再发超声波脉冲重复测量过程。

为了有利于程序结构化和容易计算出距离，主程序采用语言编写。

超声波防撞报警系统程序编写原理超声波发生子程序的作用是通过端口发送脉冲信号控制芯片超声波的发射频率约的方波占空比不定为，脉冲宽度为左右，同时把计数器打开进行计时。

使用外部中断来检测回波，使其工作于下降沿触发方式。

当检测到回波信号，触发并进入中断，同时停止发射超声波和停止计时器，在中断服务程序中读取的值，并计算测量结果。

使用作为计时器，工作方式为方式。

发射超声波的同时开定时器。

如果定时时间结束仍没有接收到回波信号，则进入溢出中断服务程序，关闭外部中断和溢出中断，重新开始新的轮测试。

由于工作方式为方式时，最大可定时，即在理想情况下可测最大距离为。

而考虑实际情况下并不需测这么远的距离或系统很难探测到这么远的距离，但为了方便计算，所以初值赋为。

超声波测距仪主程序利用外中断检测返回超声波信号，旦接收到返回超声波信号即引脚出现低电平，立即进入中断程序。

进入中断后就立即关闭计时器停止计时，并将测距成功标志字赋值。

本章小结本章主要介绍了程序流程图，整个程序系统的设计。

在编程方面，用程序实现测距报警的功能，由单片机发出控制产生脉冲信号。

脉冲信号通过超声波发射换能器发出超声波。

单片机在发送脉冲时刻开始计时。

超声波遇到障碍物后回波被超声波换能器接收，读取口计数值，数据计算，显示报警。

第章制作和调试硬件制作制作超声波防撞报警系统，我们应该准备好合适的工具，要想焊接好，有好用的工具是必须的，使用有尖头烙铁，即可尖头镊子，用于抓取小器件。

此外最好使用细焊锡丝，我使用的是的。

如图所示。

超声波接收电路显示报警模块的设计液晶显示器以其微功耗体积小显示内容丰富超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

随着科技的发展，液晶显示模块的应用前景将更加广阔。

本系统选用四位共阳数码管做为显示模块。

参考四位共阳数码管与单片机引脚功能画出它们连接原理图，如图所示。

图共阳数码管与单片机连接原理图芯片是美信公司专门为电脑的标准串口设计的接口电路，使用单电源供电。

内部结构基本可分三个部分第部分是电荷泵电路。

由脚和只电容构成。

功能是产生和两个电源，提供给串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由脚构成两个数据通道。

其中脚脚脚脚为第数据通道。

脚脚脚脚为第二数据通道。

数据从输入转换成数据从送到电脑插头插头的数据从输入转换成数据后从输出。

第三部分是供电。

脚脚。

电路为图内部电路图本章小结本章着重介绍了单片机选择，发射电路选择，接收电路的选择，显示电路的布置，以及录入芯片。

确定了单片机的主要电路，以及布置。

使设计的硬件平台基本搭建完成。

并且又介绍了录入设备的组成，把芯片进行了着重介绍，让大家对硬件平台的录入设备有了更深的认识。

第章系统软件的设计软件设计的主要思路是将预置发射接收显示声音报警等功能编成独立的模块，在主程序中采用键控循环的方式，当按下控制键后，在定周期内，依次执行各个模块，调用预置子程序，发射子程序查询接收子程序定时子程序，并把测量的结果进行分析处理，根据处理结果决定显示程序的内容以及是否调用声音，显示报警程序。

当测得距离小于预置距离时，声音，显示报警程序被调用。

主程序首先是对系统环境初始化，设置定时器工作模式为位定时计数器模式。

置位总中断允许位并给显示端口和清。

然后调用超声波发生子程序送出个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约这也就是超声波测距仪会有个最小可测距离的原因后，才打开外中断接收返回的超声波信号。

超声波汽车防撞电路的软件设计主要由主程序超声波发生子程序超声波接收中断程序及显示子程序组成。

我们知道语言程序有利于实现较复杂的算法，而超声波测距仪的程序有较复杂的计算计算距离时，所以控制程序可采用语言。

超声波测距的原理为超声波发生器在时刻发出个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器所接收到。

这