众文网1.超声波测距仪论文
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超声 波 测 距 系 统Ul tFaSOgiC DiStance Meter System史晓华杜新培Shi Xiaohua Du Xinpei（天津工业入学计算机与自动化学院，天津300 1 60）(School of Computer Technology and Automatiaon,Tianjin Ploytechnic University,Tianjin 300160)摘要：本文介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声测距系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离，并且描述了系统研制的理论基础。
文章概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声传感器的原理及特性，并且在介绍超声测距系统的基础上.提出了系统的总体构成。~关键词：超声波；单片机中图分类号：TP31 1 文献标识码：A 文章编号：1671—4792一（2008）5—0036—03Abstract:The thesis introduces a kind of pulse-reflection ultrasonic distance meter system based on microcontroller. 2"he system could measure certain distance with the reflected wave on condition in which the speedof transmitting wave is fixed. 1t generallY specifies the theoretical foundation of the system.This papersummarizes the deve1opment and fundamental principle of U1trasonic detection. Then it presents the theory andcharacters of ultrasonic sensor.Moreover, i t proposes the whole structure of the system by i ntroduc ing thefunction of ultrasonic distance meter.Kevwords:U1trasoniC Wave;MCU0 引言 为：检测从超声波发射器发出的超声波（假设传播介质为气目前各种超声波仪器和装置己经广泛地应用在工业、通 体），经气体介质的传播到接收器的时间即往返时间。
往返信、医疗等许多行业中。超声检测技术的基本原理是利用某 时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。
而所种待测的非声量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、测距离是声波传输距离的一半，即：温度、流量、液位、厚度、缺陷等）之间存在着的直接或间L=L。v*t (1)接的关系，在确定了这些关系之后就可通过测定这些超声物 在上式中，L为待测距离，v为超声波的声速，t为往返理量来测出待测的非声量。
正是在这种工作原理下，我们可 时 。若要求测距误差小于o.1m，已知声速v=344m/s(201C以充分地利用超声波的各种特性来研制超声波传感器，配合 时)，显然，直接用秒表测时间是不现实的。
不同的信号处理与显示电路完成许多待测量的检测工作。 因此，实现超声波测距必须避开直接测量时间的方法，测距是立足于声速在既定的均匀媒介传播速度有一恒定 才能获得实用的测长精度。
对超声波传播时间的测量可以归数值，不随声波频率变化的特点。超声波测距的关键是把声 结到对超声波回波前沿的检测。
检测脉冲计数法：脉冲检测源由反射到返回的传播时间计量出来，若要求测距误差小于 法是对有回波信号经检测电路产生的脉冲进行检测的方法。0.01米，那么测量H寸间的误差必须小于30微秒。
因此，实 本文采用的是脉冲检测计数法。这种方法实现起来较包络检现声波测距须避开直接测量日、『间的方法，才能获得实用的测 测方便，电路实现简单，精度也较高。
实现的方法是当回波长精度。 信号经放大处理后，进入比较器，调整好合适的阈值在比较1 超声测距原理 器的输出端就会产生40kHz的方波。
利用查询或者中断的方本文的硬件设计采用超声波往返时 检测法， 其原理 法便可以检测出这些脉冲，便于测量出发射到接收到脉冲的5Q维普资讯
【摘要】超声波测距技术在当今社会生活中已有很广泛的应用，本论文在了解超声波测距原理的基础上，完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的软硬件设计，其中的控制芯片是采用凌阳公司开发的SPCE061A系列单片机。论文着重介绍了SPCE061A与超声波测距模块组成的超声波测距系统的组成原理以及应用，另外也介绍了LED显示等模组的应用。该系统可广泛应用于小距离测距、机器人检测、车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案。最后实际使用表明能实现基本测量。
【关键词】SPCE061A 超声波 距离测量
目 录
一、引言 4
二、凌阳SPCE061A简介 5
2.1总述 5
2.2性能 5
2.3结构概览 6
2.4 61板卡说明 7
三、系统分析与设计 9
3.1超声波测距基本原理 9
3.2系统总体方案介绍 10
四、硬件电路设计 11
4.1 超声波发射模块 11
4.2 超声波接受模块 11
4.3键盘模块 12
4.4 LED显示模块 12
4.5 超声波测距系统工作过程 14
五、以SPCE061A为核心的软件设计 15
5.1 总体设计 15
5.2 测距算法 16
5.3系统调试 18
六、系统的测试与结果分析 21
6.1 系统误差分析 21
6.2 系统测试 21
七、结束语 22
八、参考文献 23
九、致谢 24
十、附录（源程序）25
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去幸福校园网站看看，那的论文很多随着科学技术的快2113速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而5261又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波传感器作为一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4102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1653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，未来的超声波传感器版将与自动化智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。随着传感器的技术进步，传感器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，面貌一新的传权感器将发挥更大的作用。
5.我也想要基于单片机AT89C51的超声波测距仪的论文资料,麻烦给我一
单片机超声波测距原理及电路图来源： 作者： 时间：2007-12-22 内容提要： 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关键词： 电路 原理 超声波 中断 发射 程序 单片机 时间 系统 产生超声波指向性强，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，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，因此在移 动机器人的研制上也得到了广泛的应用。 为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。
本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。 二、超声波测距原理 1、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：一 类是用电气方式产生超声波，一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。
2、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1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。
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。
3、超声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，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340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即：s=340t/2 图1 超声波传感器结构这就是所谓的时间差测距法。
三、超声波测距系统的电路设计 图2 超声波测距电路原理图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8751，经济易用，且片内有4K的ROM，便于编程。电路原理图如图2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。 内容提要： 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关键词： 电路 原理 超声波 中断 发射 程序 单片机 时间 系统 产生1、40kHz 脉冲的产生与超声波发射 测距系统中的超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷传感器，它的工作电压是40kHz的脉冲信号，这由单片机执行下面程序来产生。
puzel: mov 14h, #12h；超声波发射持续200ms here: cpl p1.0 ；输出40kHz方波 nop ; nop ; nop ; djnz 14h,here; ret 前方测距电路的输入端接单片机P1.0端口，单片机执行上面的程序后，在P1.0 端口输出一个40kHz的脉冲信号，经过三极管T放大，驱动超声波发射头UCM40T，发出40kHz的脉冲超声波，且持续发射200ms。右侧和左侧测 距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口，工作原理与前方测距电路相同。
2、超声波的接收与处理 接收头采用与发射头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大器IC1A和IC1B两极放大后加至IC2。IC2是带有锁 定环的音频译码集成块LM567，内部的压控振荡器的中心频率f0=1/1.1R8C3，电容C4决定其锁定带宽。
调节R8在发射的载频上，则LM567 输入信号大于25mV，输出端8脚由高电平跃变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机处理。 前方测距电路的输出端接单片机INT0端口，中断优先级最高，左、右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机INT1端口，同时单片机P1.3和P1.4接到IC3A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： receive1:push psw push acc clr ex1 ；关外部中断1 jnb p1.1, right ;P1.1引脚为0，转至右测距电路中断服务程序jnb p1.2, left ;P1.2引脚为0，转至左测距电路中断服务程序 return:SETB EX1；开外部中断1 pop? acc pop? psw reti right： 。？ ；右测距电路中断服务程序入口 ？ ajmp? return left：。
；左测距电路中断服务程序入口 ？ ajmp? return 3、计算超声波传播时间 在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，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 输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，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。
其部分源 程序如下： RECEIVE0:PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；关外部中断0 ? MOV R7, TH0 ；读取时间值 MOV R6, TL0? CLR C MOV A, R6 SUBB A, #。
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超声应用主要有以下几方面： 1.超声检验。
超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术 。
把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。
超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，只是记录手段不同而已（见全息术）。
用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像，通常用摄像机和电视机作实时观察。
2.超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究。超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。
通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距，在此条件下固体可当作连续介质 。
但对频率在1012赫以上的 特超声波 ，波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的 ，称为声子（见固体物理学）。
特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域——。
7.超声波测距论文摘要
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以AT89C51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和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，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。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。
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超声波驱虫器 作者：田红坤 一.超声波驱蚊器 随着科学技术的发展超声波驱蚊器已成了人类不可缺少的小家电，它不但环保节能而且对人体无害。
本人从事超声波驱蚊器已有多年的开发经验，现对超声波驱蚊器有以下总结：超声波驱蚊器的工作方式可分为点频式（固定频率）、扫频式：（频率是变动的有变频式之称）和合成式：（把几种频率合成在一起有调频式之称）。工作机理均为雄蚊式：（叮人的一般是怀孕期的雌蚊，听到雄蚊所发21-23KHZ超声波就会避开）蝙蝠式：（蚊子对天敌蝙蝠所发26-28KHZ超声波也异常恐惧）蜻蜓式：（蚊子对天敌蜻蜓所发出的5K-10KHZ的声波十分恐惧）噪音式等，电路如图所示∶该电路能发射超声波，其频率范围为25kHZ~65kHZ,NE556双时基电路中，第一个时基电路接成频率可调的（1~3Hz）无稳态多谐振荡器，第二个时基电路接成无稳态多谐振荡器，但它具有大约45kHz的固定振荡频率，25~65kHz的频率范围，是通过C2(C2为第一个时基电路的定时电容器)两端电压耦合到（经T）第二个时基电路的控制电压端（11脚）来实现的，辐射超声波的元件是压电高音喇叭。
二.超声波万能驱虫器 经科学研究发现昆虫对超声波有不同程度的恐惧，本人采取超声波驱蚊器，超声波驱鼠器，超声波驱蟑器的核心技术，及昆虫害怕超声波这一特点，特研制出一款外观新颖功能齐全的超声波万能驱虫器。此产品有效驱赶：蚊子，蟑螂，老鼠，蚂蚁，木蚁，蟋蟀，跳蚤，蜂，蛾，蜘蛛，苍蝇，臭虫，蝗虫等害虫。
本产品安全环保，无臭无味，耗能极少，本机发出的超声波声压远离人类的耳朵听觉范围，对于人类及家庭宠物，不会造成任何伤害。并且不干扰家用电器。
如图所示：。
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