超声波测距仪
摘要：随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。本文简要介绍了基于单片机的超声波测距仪的主要硬件电路。
关键词：超声波 设计原理 发射电路 接收电路
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：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、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。
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，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一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。超声波传感器是一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
传统的测距方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。如液面测量、井下测量等受到很大的限制。利用超声波测距可解决这些问题，因此超声波测距技术在工业控制、勘探测量、机器人定位等领域得到了广泛应用。所谓超声波是指高于20KHZ的机械波，具有强度大、方向性好等特点。本系统选用AT89S52单片机随着科技的快速发展，超声波将会在测距仪中的应用越来越广。但就目前的科学技术水平来说，人们可以具体应用的测距技术也十分有限，因此，这是一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，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有作用的工具将会在各方面有很大的发展潜力，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，一满足日益发展的社会的需求。未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪结合，形成多功能测距仪。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离，从而实现无接触测量物体距离。超声波测距迅速、方便，且不受光线等因素影响，广泛应用于水文液位测量、建筑施工工地的测量、现场的位置监控、车辆倒车障碍物的检测等。
毕业设计说明书目录
1. 引言………………………………………………………………………………… 1
2. 系统总起方案……………………………………………………………………… 2
3. 硬件设计…………………………………………………………………………… 3
3．1超声波发射部分…………………………………………………………… 3
3．2超声波接受部分…………………………………………………………… 4
3．3 其它电路部分……………………………………………………………… 5
3.3.1温度测量部分……………………………………………………… 5
3.3.2超声波信号放大电路……………………………………………… 6
3.3.3单片机控制电路和显示、报警电路……………………………… 7
3.3.4电源电路…………………………………………………………… 9
3.3.5晶振电路…………………………………………………………… 9
3.3.6误差分析…………………………………………………………… 9
3. 4计算超声波传播时间……………………………………………………… 9
4. 软件设计…………………………………………………………………………… 10
4．1主序程……………………………………………………………………… 12
4．2 T0中断服务程序…………………………………………………………… 13
4. 3外部中断0服务程序……………………………………………………… 14
4．4超声波发生子程序………………………………………………………… 15
5．主程序……………………………………………………………………………… 15
5.1主程序清单设计……………………………………………………………… 15
5.2中断入口程序………………………………………………………………… 16
5.3主程序………………………………………………………………………… 16
5.4中断程序……………………………………………………………………… 17
5.5显示程序：40H为最高位，43H为最低位，先扫描高位………………… 18
5.6延时程序……………………………………………………………………… 18
5.7距离计算程序：(=计数值*17/1000cm) …………………………………… 19
6.文献参考………………………………………………………………………………21
参考文献
1. 《单片机原理及应用》，周志德。高等教育出版社。
2. 《传感器与检测技术》,陈杰，黄鸿，北京，高等教育出版社。
3. 《常用电子元器件简明手册》，沈任元，吴勇。机械工业出版社。
4. 《智能化测量控制仪表原理与设计》，徐爱钧，北京航空航天大学出版社。
5. 《单片微型计算机接口技术》，翁桂荣，邹丽新，苏州大学出版社。
6. 《自动检测技术》，马西秦，许振中，机械工业出版社。
7. 《摸拟集成电路原理与应用》，吴运昌。华南里工大学出版社。
8. 《模拟电子技术基础》，沈任元，吴勇机械工业出版社。
9. 《数字电子技术基础》，沈任元，吴勇机械工业出版社。
