务停止计数关外部中断定时器中断服务关中断关外部中断关定时未收到回波则显示超声波测距系统的设计与实现超声波测距系统的设计摘要超声波是指频率在以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。硬件电路主要包括单片机电路发射电路接收电路显示电路和电源电路，另外还有复位电路和控制电路等。我采用以单片机为核心的低成本高精度微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路。整个电路采用模块化设计，由信号发射和接收供电温度测量显示等模块组成。发射探头的信号经放大和检波后发射出去，单片机的计时器开始计时，超声波被发射后按原路返回，在经过放大带通滤波整形等环节，然后被单片机接收，计数器停止工作并得到时间。温度测量后送到单片机，通过程序对速度进行校正，结合两者实现超声波测距的功能。软件程序主要由主程序预置子程序发射子程序接收子程序显示子程序等模块组成。它控制单片机进行数据发送与接收，在定温度下对超声波速度的校正，还有实现数据正确显示在上。另外程序控制单片机消除各探头对发射和接收超声波的影响。相关部分附有硬件电路图程序流程图。实际的环境对超声波有很大的影响，如外部电磁干扰电源干扰信道干扰等等，空气的温度对超声波的速度影响也很大。此外供电电源也会使测量差生很大的误差。再设计的过程中考虑了这些因素，并给出了些解决方案。关键词超声波测距能量波，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，能够反射电压其他任何脚相对于的电压每个脚的最大超声波传感器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，取整位。同时该芯片还具有和等三种封装形式，以适应不同产品的需求。极限参数表极限参数参数额定值单位操作温度或储存温度范围脚相对于的置了振荡频率可为并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，暂停工作，而定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复器，个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。的数据存储包括字节的内部，特殊功能寄存器，字节的片内和可扩展至的外部数据存储器。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。超声波测距原理超声波发射器向方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为，根据计时器记录的时间，就可以计算出发射点距障碍物的距离，即最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为，根据计时器记录的时间，就可以计算出发射点距障碍物面的距离，即。由于超声波也是种声波，其声速与温度有关。在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。如图所示超声波发射障碍物超声波接收图超声波的测距原理式中两探头之间中心距离的半又知道超声波传播的距离为式中超声波在介质中的传播速度超声波从发射到接收所需要的时间将代入中得其中，超声波的传播速度在定的温度下是个常数例如在温度度时当需要测量的距离远远大于时，则变为所以，只要需要测量出超声波传播的时间，就可以得出测量的距离单片机单片机词最初源于，简称。单片机也叫做微控制器或者嵌入式微控制器。它不是完成个逻辑功能的芯片超声波测距系统的设计与实现芯片也称为集成电路块，它是年月日，在的领导下，科研小组发明集成电路后开始出现的个名称，而是把个微型计算机系统集成到个芯片上。概括的讲块芯片就成了台计算机。它体积小质量轻价格便宜，为学习应用和开发提供了便利条件。近年来，微处理器已广泛应用于多种领域，尤其是在智能仪器仪表中的应用更是如此，这不仅引起了产品本身的变革，也深深地影响设计的理念的变革。智能仪器仪表作为种智能系统，其核心在于微处理器。基于微处理器的智能系统设计，已成为目前电子设计领域的个热点。智能系统是个复杂的系统，般包含微处理器按键与显示人机界面转换转换等基本功能部件，同时也包含与应用领域相关的其他特殊部件。智能系统般需要在恶劣的环境下长期连续地工作，因此在满足功能的基础上，其可靠性也是设计时需要考虑的个方面，目前已经普遍应用于通信雷达遥控和自动控制等各个领域中。在本次毕业设计中我选用的是单片机。