驱动能力。

上位电阻方面可以提高反向器输出高电平的驱动能力，另方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。

压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。

超声波换能器内部有两个压电晶片和个换能板。

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，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是个超声波发生器反之，如果两电极问未外加电压，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换能器。

超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。

超声波检测接收电路图超声波发射电路原理图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，可以利用它制作超声波检测接收电路如图。

实验证明用接收超声波无信号时输出高电平，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。

适当更改电容的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。

图超声波检测接收电路超声波测距系统的硬件电路设计本系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时，单片机选用，经济易用，且片内有的，便于编程。

电路原理图如图所示。

其中只画出前方测距电路的接线图，左侧和右侧测距电路与前方测距电路相同，故省略之。

位七段数码管超声波换能发射器超声波换能接收器图超声波测距电路原理图第四章系统软件的设计超声波测距仪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，汇编把我养育成人，在生活和学习上给予我无尽的爱理解和支持，才使我时刻充满信心和勇气，克服成长路上的种种困难，顺利的完成大学学习。

还有许许多多给予我学业上鼓励和帮助的朋友，在此无法列举，在此也并表示忠心地感谢，第章绪论课题设计目的及意义设计的目的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，面貌新的测距仪将发挥更大的作用。

设计的意义超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达机器人自动避障行走建筑施工工地以及些工业现场例如液位井深管道长度等场合。

因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。

对本课题的研究与设计，还能进步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。

超声波测距仪的设计思路超声波测距原理发射器发出的超声波以速度在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为，由即可算出被测物体的距离。

由于超声波也是种声波，其声速与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。

在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。

如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。

表超声波波速与温度的关系表温度声速超声波测距仪原理框图如下图单片机发出的信号，经放大后通过的设计主要包括单片机系统及显示电路超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。

单片机采用或其兼容系列。

采用高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。

单片机用端口输出超声波换能器所需的的方波信号，利用外中断口监测超声波接收电路输出的返回信号。

显示电路采用简单实用的位共阳数码管，段码用驱动，位码用三极管驱动。

系列单片机的功能特点及测距原理系列单片机的功能特点系列单片机中典型芯片采用引脚双列直插封装形式，内部由，的，的，个的定时计数器和，个的工端个全双功串行通信口等组成。

特别是该系列单片机片内的可编程可擦除只读存储器，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。

该系列单片机引脚与封装如图所示。

系列单片机提供以下功能存储器条工线个定时计数器个级中断源个全双向的串行口以及时钟电路。

空闲方式停止工作，而让定时计数器串行口和中断系统继续工作。

掉电方式保存的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下次硬件复位。

系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。

充分利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。

单片机实现测距原理单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差，然后求出距离，式中的为超声波波速。

限制该系统的最大可测距离存在个因素超声波的幅度反射的质地反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。

接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。

为了增加所测量的覆盖范围减小测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射接收的设计方法。

由于超声波属于声波范围，其波速与温度有关。

超声波发射电路超声波发射电路原理图如图所示。

发射电路主要由反相器和超声波发射换能器构成，单片机端口输出的的方超声波发射器输出超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为，再由软件进行判别计算，得出距离数并送显示。

图超声波测距仪原理框图课题设计的任务和要求设计超声波测距仪，任务了解超声波测距原理。

根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。

设计超声波测距仪，要求设计出超声波测距仪的硬件结构电路。

对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。

对设计的电路进行分析。

以数字的形式显示测量距离。

超声波发射器放大电路超声波接收器放大电路检波电路定时器单片机控制显示器第二章课程的方案设计与论证系统整体方案的设计由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。

利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。

超声波发生器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。

目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。

根据设计要求并综合各方面因素，本文采用单片机作为控制器，用动态扫描法实现数字显示，驱动信号用单片机的定时器。

系统整体方案的论证超声波测距的原理是利用超声波的发射和接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。

实用的测距方法有两种，种是在被测距离的两端，端发射，另端接收，直接接收波方式，适用于身高计种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。

此次设计采用反射波方式。

测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。

超声波传感器是种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。

由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。

第三章系统的硬件结构设计硬件电要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。

若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。

参考文献胡乾斌，李光斌，李玲等单片微型计算机原理与应用武汉华中科技大学出版社，丁元杰单片微机原理及应用北京机械工业出版社，何立民单片机应用技术选编北京北京航空航天大学出版社，苏长赞红外线与超声波遥控北京人民邮电出版社，王永华现代电气及可编程控制技术北京航空航天大学出版社，苏伟巩壁建超声波测距误差分析传感器技术，冯冬青，谢宋和模糊智能控制北京化工工业出版社，陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，薛丽芳，汪卉，彦文俊基于超声波的距离测量自动化与仪表邓星钟，周祖德，邓坚机电传动控制第二版武汉华中理工大学出版社，王田苗嵌入式系统设计与实例开发北京清华大学出版社马忠梅，藉顺心等单片机的语言应用程序设计第三版北京北京航空航天大学出版社附录附录超声波测距电路原理图位七段数码管超声波换能发射器超声波换能接收器超声波测距电路原理图附录二超声波测距电路版图超声波测距电路版图附录三程序清单超声波发送超声波接收显示标识段码，延时函数，盲区上限值健盘处理函数，判断开关是否按下延时去抖动，判断开关是否按下，致谢首先，我要感谢我的指导老师郭泉江老师在毕业设计中对我给予的悉心指导和严格要求，同时也感谢本校的些老师在毕业设计期间所给予我得帮助。

在我毕业论文写作期间，各位老师给我提供了种种专业知识上的指导和日常生活上的关怀，没有您们这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业设计，借此机会，向您们表示由衷的感激。

同时还要感谢系实验室在毕业设计期间提供给我们优越的实验条件。

接着，我要感谢和我起做毕业设计的同学。

在毕业设计的短短个月里，你们给我提出很多宝贵的意见，给了我不少帮助还有工作上的支持，在此也真诚的谢谢你们。

同时，我还要感谢我的寝室同学和身边的朋友，正是在这