1、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。

2、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，。

3、定时器工作于位定时计数模式开总中断外部中断下降沿触发方式装初值启动定时器发送测量方波延时，限制最小测量允许中断允许外部中断中断判断是否有收到回波如有则计算判断是否超出测量范围测次距后取次温度声速转换距离溢出处理测量数据显示如果为则只显示温度外部中断服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。

4、供高性价比的解决方案。般说明具有如下特点个引脚，片内程序存储器，的随机存取数据存储器，个外部双向输入输出口，个中断优先级层中断嵌套中断，个位可编程定时计数器,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。此外，设计和配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。

5、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。逆与实现如为只显示温度测距部分开始。

6、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,盐城工学院本科生毕业论文目录概述课题研究背景及意义课题研究背景课题研究意义方案设计和选择超声波测距的原理单片机超声波传感器简介硬件电路设计整体电路设计超声波测距系统设计显示电路设计电源电路设计硬件电路设计优化软件设计程序完成的功能程语言的选择主要部分程序流程图实现重要功能的程序的分析结束语致谢参考文献附录图附录二程序代码超声波测距系统的设计与实现概述从技术上看，超声波测距系统在上个世纪年代已经实用化，从年代末期开始广泛应用于生产领域。于超声。

7、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，超声波本身就超声波测距系统的设计与实现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。

8、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。超声波测距系统的设计与实现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。方案设计和选择根据本次设计的要求，方案的选择应力求实用性强，性价比高，使用简单。超声波测距的基本原理谐振频率高于的声波被称为超声波。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。利用超声波的这种性能就可制成超声传感器，或称为超声换能器，它是种既可以把电能转化为机械能又可以把机械能转化为电能的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能转换为机械能，向外发送超声波反之。

9、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。

10、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。般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部液位高度的测量等。课题研究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。

11、当换能器处在接收状态时，它可将声能机械能转换为电能。超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，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。压电式超声波发生器原理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。

12、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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速方便计算简单易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在工农业生产上到了广泛的应用。课题研究背景与意义课题研究背景超声波是指频率在以上的声波，它属于机械波的范畴。近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。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。

参考资料：

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