的时间，测试距离高电平时间，单位为。程序中测试功能主要由两个函数完成。实现中采用定时器进行定时测量，分频，预设值，当溢出中断发生次时为，计算公式为单位定时器溢出次数其中定时器初值计算依据分频不同而有差异。超声波的特性声音是与人类生活紧密相关的种自然现象。当声的频率高到超过人耳听觉的频率极限根据大量实验数据统计，取整数为赫兹时，人们就会觉察不出周围声的存在，因而称这种高频率的声为超声。人的听觉范围如图所示。图超声波模块实物图图人的听觉范围超声波的特性有束射特性由于超声波的波长短，超声波射线可以和光线样，能够反射折射，也能聚焦，而且遵守几何光学上的所有定律。即超声波射线从种物质表面反射时，入射角等于反射角，当射线透过种物质进入另种密度不同的物质时就会产生折射现象，也就是要改变它的传播方向，两种物质的密度差别愈大，则折射率也愈大。吸收特性声波在各种介质中传播时，随着传播距离的增加，其强度会逐渐减弱，这是因为介质要吸收掉它的部分能量。对于同介质，声波的频率越高，介质吸收就越强。对于个频率定的声波，在气体中传播时吸收尤为历害，在液体中传播时吸收就比较弱，在固体中传播时吸收是最小的。超声波的能量传递特性超声波之所以能在各个工业部门中得到广泛的应用，主要原因还在于比声波具有强大得多的功率。为什么有这么强大的功率呢因为当声波进入介质中时，由于声波的作用使物质中的分子也随之振动，振动的频率和声波频率样，分子振动的频率决定了分子振动的速度。频率愈高速度愈大。物资分子由于振动所获得的能量除了与分子本身的质量有关外，主要是由分子的振动速度的平方决定的,所以如果声波的频率愈高，也就是物质分子愈能得到更高的能量。超声波的频率比普通声波要高出很多，所以它可以使物质分子获得很大的能量换句话来说，超声波本身就可以供给物质分子足够大的功率。超声波的声压特性当声波进入物体时,由于声波振动使物质分子相互之间产生压缩和稀疏的作用，将使物质所受的压力产生变化。由于声波振动引起附加压力现象叫声压作用。超声波换能器完成产生超声波和接收超声波这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声波探头。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多用作探测方面。它有许多不同的结构，可分直探头纵波斜探头横波表面波探头表面波兰姆波探头兰姆波双探头个探头反射个探头接收等。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。由于晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能都是不同的，我们使用前必须预先了解清楚该探头的性能参数。超声波传感器的主要性能指标包括工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。工作温度。由于压电材料的居里点般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高。人类能听到的声音频率范围为，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即以下频率的声音称为低频声波，以上频率的声音称为超声波。超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。为此，利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。另外，超声波在空气中的传播速度较慢，为，这就使得超声波传感器使用变得非常简便。我们选用压电式超声波传感器。它的探头常用材料是压电晶体和压电陶瓷，是利用压电材料的压电效应来进行工作的。逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头而利用正压电效应，将超声振动波转换成电信号，可作为接收探头。为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多种超声波发生器。总体上讲，超声波发生器大体可以分为两大类类是用电气方式产生超声波，类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型磁致伸缩型和电动型等机械方式有加尔统笛液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。图超声波传感器结构压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图所示，它有两个压电晶片和个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。如图所示。超声波传感器原理市面上常见的超声波设置高温报警三次连加之后速度加快加减次加减次按键按下未松开自动加三次取小数显示取个位显示取十位显示按键按下未松开自动加三次蜂鸣器报警取消报警按键按下蜂鸣器响下打开蜂鸣器关闭蜂鸣器测距离函数处理距离显示函数读数据报警函数测距离函数处理距离显示函数自动退出设置界面程序每加次秒后自动退出设置界面按键函数按键处理函数定时器中断服务程序用做超声波测距的到后溢出中断定时器中断服务程序定时中断次数码管显示函数按下按键使能次后秒后连加大些附件元件清单电阻电容晶振指示灯数码管电源接口灰色电源开关灰色单片机蜂鸣器三极管电容,超声波接口,按键,三极管,电阻,电阻,第学期单片机课程设计报告题目倒车雷达设计班级电子科学与技术学号姓名周健指导老师袁新娣硬件得分文档得分总评分目录摘要绪论项目研究背景及意义总体设计方案及论证总体方案设计硬件实现及单元电路设计主控制模块电源设计超声波测试模块超声波的特性超声波换能器超声波传感器原理测距分析时钟电路的设计复位电路的设计声音报警电路的设计显示模块软件设计主程序工作流程图总结参考文献,附录附件原理图附件程序附件元件清单附件实物图,摘要是系列单片机里应用比较广泛的款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本次设计主要是利用单片机超声波传感器完成测距报警系统的制作，以为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，发出指令控制蜂鸣器报警。关键词超声波传感器绪论项目研究背景及意义由于超声测距是种非接触检测技术，不受光线被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿粉尘高温腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护不污染高可靠长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业矿业电厂化工业水处理厂污水处理厂农业用水环保检测食品酒业饮料业添加剂食用油奶制品防汛水文明渠空间定位公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水酒糖饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位料位高度。因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速方便计算简单易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息距离和方向。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。总体设计方案及论证总体方案设计本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集按键控制四位数码管显示报警等子模块。电路结构可划分为超声波传感器蜂鸣器单片机控制电路。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机输入输出设备以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计硬件设计软件设计等几个阶段。系统采用单片机作为核心控制单元,当测得的距离小于设定距离时，主控芯片将测得的数值与设定值进行比较处理。然后控制蜂鸣器报警。系统总体的设计方框图如图所示。图系统方框图硬件实现及单元电路设计主控制模块主控制最小系统电路如图所示。图最小系统硬件电路总设计见图，从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件超声波传感器按键四位数码管蜂鸣器等些单片机外围应用电源超声波传感器模块位数码管显示模块主控制器模块蜂鸣器报警模块按键控制电路。其中为电源工作指示灯。电路中用到个按键，个是设定键,个加键，个减键。灰色蜂鸣器图总设计电路图电源设计电源部分的设计采用节号干电池供电。超声波测试模块超声波模块采用现成的超声波模块，该模块可提供的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到。模块包括超声波发射器接收器与控制电路。基本工作原理采用口触发测距，给至少的高电平信号模块自动发送个的方波，自动检测是否有信号返回有信号返回，通过口输出个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离高电平时间声速。实物如下图。其中供电源，为地线，触发控制信号输入，回响信号输出等四支线。超声波探测模块的使用方法如下口触发，给口至少的高电平，启动测量模块自动发送个的方波，自动检测是否有信号返回有信号返回，通过口输出个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，测试距离高电平时间，单位为。程序中测试功能主要由两个函数完成。实现中采用定时器进行定时测量，分频，预设值，当溢出中断发生次时为，计算公式为单位定时器溢出次数其中定时器初值计算依据分频不同而有差异。超声波的特性声音是与人类生活紧密相关的种自然现象。当声的频率高到超过人耳听觉的频率极限根据大量实验数据统计，取整数为赫兹时，人们就会觉察不出周围声的存在，