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进制码方式送往显示约，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。超声波发生子程序和超声波接收中断程序超声波发生子程序的作用是通过端口发送个左右超声波脉冲信号频率约的方波，脉冲宽度为左右，同时把计数器打开进行计时。超声波发生子程序较简单，但要求程序运行准确，所以采用汇编语言编程。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。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器溢出中断将外中断关闭，并将测距成功标志字赋值以表示此次测距不成功。前方测距电路的输出端接单片机端口，中断优先级最高，左右测距电路的输出通过与门的输出接单片机端口，同时单片机和接到的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。部分源程序如下关外部中断引脚为，转至右测距电路中断服务程序引脚为，转至左测距电路中断服务程序开外部中断右测距电路中断服务程序入口左测距电路中断服务程序入口系统的软硬件的调试超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接收采用的超声波换能器发射和接收，中心频率为，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距，其余元件无特殊要求。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。根据测量范围要求不同，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。硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载到单片机试运行。根据实际情况可以修改超声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。根据所设计的电路参数和程序，测距仪能测的范围为，测距仪最大误差不超过。系统调试完后应对测量误差和重复致性进行多次实验分析，不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。软件的调试程序见附录总结由于时间和其它客观上的原因，此次设计没有做出实物。但是对设计有个很好的理论基础。设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，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。以数字的形式显示测量距离。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，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，另端接收的直接波方式，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。超声波测距仪硬件电路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。超声波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波信号路经级反向器后送到超声波换能器的个电极，另路经两级反向器后送到超声波换能器的另个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。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，附录附录超声波测距电路原理图超声波测距电路原理图附录二超声波测距模拟反射延迟秒和延迟秒的显示超声波测距模拟反射延迟秒超声波测距模拟反射延迟秒附录三主程序清单发射接收启动停止数码管位选，共阳数码管字库接收标志开关标志延时程序延时程序数码管显示子程序显示百位，显示十位显示个位，计数，方式计数初值计数初值负脉冲触发开总中断开外部中断启动键处理按键消抖启动等待按键释放停止键处理按键消抖停止等待按键释放产生方波，输出低电平延时产生几个微秒的低电平，让模拟反射的单片机能正确接收信号恢复高电平，停止模拟发射，开始计数数码管显示中断服务程序停止计数，计算超声波来回距离总距离除等于实际距离输出百位输出十位输出个位接收正确模拟反射程序发射定时器延时外部中断接收开关开关开关志。超声波检测接收电路主要是由集成电路组成，它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。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。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，汇编语言程序则具有较高的效率且容易精细计算程序运行的时间，而超声波测距仪的程序既有较复杂的计算计算距离时，又要求精细计算程序运行时间超声波测距时，所以控制程序可采用语言和汇编语言混合编程。主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。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器溢出中断将外中断关闭，并将测距成功标志字赋值以表示此次测距不成功。前方测距电路的输出端接单片机端口，中断优先级最高，左右测距电路的输出通过与门的输出接单片机端口，同时单片机和接到的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。超声波测距的算法设计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。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生个负跳变，在或端产生个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。在元件及调制方面，由于采用的电路使用了很多集成电路。外围元件不是很多，所以调试应该不会太难。般只要电路焊接无误，稍加调试应该会正常工作。电路中除集成电路外，对各电子元件也无特别要求。根据测量范围要求不同，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。致谢首先，我要感谢我的导师赵扬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，正是在这样个团结友爱，相互促进的环境中，在和他们的相互帮助和启发中，才有我今天的小小收获。最后我要深深地感谢我的家人，正是他们含辛茹苦地把我养育成人，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,参考文献刘凤然基于单片机的超声波测距系统传感器世界，葛健强基于的超声波测距仪研制无锡商业职业技术学院学报，何希才，薛永毅传感器及其应用实例机械工业出版社，胡汉才单片机原理及其接口技术清华大学出版社，吴斌方，刘民，熊海斌超声波测距传感器的研制湖北工学院学报，谭洪涛，张学平单片机设计测距仪原理及其简单应用现代电子技术，，赵占林，刘洪梅超声波测距系统误差分析及修正科技情报开发与经济，，苏炜，龚壁建，潘笑超声波测距误差分析传感器技术，罗忠辉，黄世庆提高超声测距精度的方法机械设计与制造，秦旭用温度传感器补偿的高精度超声波测距仪电子产品世界，系统的软硬件的调试总结致谢参考文献，附录超声波测距电路原理图，附录二超声波测距电路版图附录三程序清单，绪论Ⅰ课题设