㈠ 求一篇關於基於單片機的超聲波測距儀設計的英文資料（附中文翻譯更美，呵呵），畢業設計用。謝謝
This article described the three directions (before, left, right) ultrasonic ranging system is to understand the front of the robot, left and right environment to provide a movement away from the information. (Similar to GPS Positioning System)
A principle of ultrasonic distance measurement
1, the principle of piezoelectric ultrasonic generator
Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work. Ultrasonic generator, the internal structure as shown in Figure 1, it has two piezoelectric chip and a resonance plate. When it's two plus pulse signal, the frequency equal to the intrinsic piezoelectric oscillation frequency chip, the chip will happen piezoelectric resonance, and promote the development of plate vibration resonance, ultrasound is generated. Conversely, if the two are not inter-electrode voltage, when the board received ultrasonic resonance, it will be for vibration suppression of piezoelectric chip, the mechanical energy is converted to electrical signals, then it becomes the ultrasonic receiver.
2, the principle of ultrasonic distance measurement
Ultrasonic transmitter in a direction to launch ultrasound, in the moment to launch the beginning of time at the same time, the spread of ultrasound in the air, obstacles on his way to return immediately, the ultrasonic reflected wave received by the receiver immediately stop the clock. Ultrasound in the air as the propagation velocity of 340m / s, according to the timer records the time t, we can calculate the distance between the launch distance barrier (s), that is: s = 340t / 2
Ultrasonic Ranging System for the Second Circuit Design
System is characterized by single-chip microcomputer to control the use of ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver since the launch from time to time, single-chip selection of 8751, economic-to-use, and the chip has 4K of ROM, to facilitate programming. Circuit schematic diagram shown in Figure 2. Draw only the front range of the circuit wiring diagram, left and right in front of Ranging Ranging circuits and the same circuit, it is omitted.
1,40 kHz ultrasonic pulse generated with the launch
Ranging system using the ultrasonic sensor of piezoelectric ceramic sensors UCM40, its operating voltage of the pulse signal is 40kHz, which by the single-chip implementation of the following proceres to generate.
puzel: mov 14h, # 12h; ultrasonic firing continued 200ms
here: cpl p1.0; output 40kHz square wave
nop;
nop;
nop;
djnz 14h, here;
ret
Ranging in front of single-chip termination circuit P1.0 input port, single chip implementation of the above procere, the P1.0 port in a 40kHz pulse output signal, after amplification transistor T, the drive to launch the first ultrasonic UCM40T, issued 40kHz ultrasonic pulse, and the continued launch of 200ms. Ranging the right and the left side of the circuit, respectively, then input port P1.1 and P1.2, the working principle and circuit in front of the same location.
2, reception and processing of ultrasonic
Used to receive the first launch of the first pair UCM40R, the ultrasonic pulse molation signal into an alternating voltage, the op-amp amplification IC1A and after polarization IC1B to IC2. IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567, internal voltage-controlled oscillator center frequency of f0 = 1/1.1R8C3, capacitor C4 determine their target bandwidth. R8-conditioning in the launch of the carrier frequency on the LM567 input signal is greater than 25mV, the output from the high jump 8 feet into a low-level, as interrupt request signals to the single-chip processing.
Ranging in front of single-chip termination circuit output port INT0 interrupt the highest priority, right or left location of the output circuit with output gate IC3A access INT1 port single-chip, while single-chip P1.3 and P1. 4 received input IC3A, interrupted by the process to identify the source of inquiry to deal with, interrupt priority level for the first left right after. Part of the source code is as follows:
receive1: push psw
push acc
clr ex1; related external interrupt 1
jnb p1.1, right; P1.1 pin to 0, ranging from right to interrupt service routine circuit
jnb p1.2, left; P1.2 pin to 0, to the left ranging circuit interrupt service routine
return: SETB EX1; open external interrupt 1
pop? acc
pop? psw
reti
right: ...?; right location entrance circuit interrupt service routine
? Ajmp? Return
left: ...; left Ranging entrance circuit interrupt service routine
? Ajmp? Return
4, the calculation of ultrasonic propagation time
When you start firing at the same time start the single-chip circuitry within the timer T0, the use of timer counting function records the time and the launch of ultrasonic reflected wave received time. When you receive the ultrasonic reflected wave, the receiver circuit outputs a negative jump in the end of INT0 or INT1 interrupt request generates a signal, single-chip microcomputer in response to external interrupt request, the implementation of the external interrupt service subroutine, read the time difference, calculating the distance . Some of its source code is as follows:
RECEIVE0: PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0; related external interrupt 0
? MOV R7, TH0; read the time value
MOV R6, TL0?
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, # 0BBH; calculate the time difference
MOV 31H, A; storage results
MOV A, R7
SUBB A, # 3CH
MOV 30H, A?
SETB EX0; open external interrupt 0
POP ACC?
POP PSW
RETI
Fourth, the ultrasonic ranging system software design
Software is divided into two parts, the main program and interrupt service routine, shown in Figure 3 (a) (b) (c) below. Completion of the work of the main program is initialized, each sequence of ultrasonic transmitting and receiving control.
Interrupt service routines from time to time to complete three of the rotation direction of ultrasonic launch, the main external interrupt service subroutine to read the value of completion time, distance calculation, the results of the output and so on.
V. CONCLUSIONS
Required measuring range of 30cm ~ 200cm objects inside the plane to do a number of measurements found that the maximum error is 0.5cm, and good reprocibility. Single-chip design can be seen on the ultrasonic ranging system has a hardware structure is simple, reliable, small features such as measurement error. Therefore, it can be used not only for mobile robot can be used in other detection systems.
Thoughts: As for why the receiver do not have the transistor amplifier circuit, because the magnification well, CX20106 integrated amplifier, but also with automatic gain control level, magnification to 76dB, the center frequency is 38k to 40k, is exactly resonant ultrasonic sensors frequency
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本文所介紹的三方向（前、左、右）超聲波測距系統，就是為機器人了解其前方、左側和右側的環境而提供一個運動距離信息。（類似GPS定位系統）
一 超聲波測距原理
1、壓電式超聲波發生器原理
壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器內部結構如圖1所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波 時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
2、超聲波測距原理
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2
二 超聲波測距系統的電路設計
系統的特點是利用單片機控制超聲波的發射和對超聲波自發射至接收往返時間的計時，單片機選用8751，經濟易用，且片內有4K的ROM，便於編程。電路原理圖如圖2所示。其中只畫出前方測距電路的接線圖，左側和右側測距電路與前方測距電路相同，故省略之。
1、40kHz 脈沖的產生與超聲波發射
測距系統中的超聲波感測器採用UCM40的壓電陶瓷感測器，它的工作電壓是40kHz的脈沖信號，這由單片機執行下面程序來產生。
puzel： mov 14h, #12h；超聲波發射持續200ms
here： cpl p1.0 ； 輸出40kHz方波
nop ；
nop ；
nop ；
djnz 14h，here；
ret
前方測距電路的輸入端接單片機P1.0埠，單片機執行上面的程序後，在P1.0 埠輸出一個40kHz的脈沖信號，經過三極體T放大，驅動超聲波發射頭UCM40T，發出40kHz的脈沖超聲波，且持續發射200ms。右側和左側測 距電路的輸入端分別接P1.1和P1.2埠，工作原理與前方測距電路相同。
2、超聲波的接收與處理
接收頭採用與發射頭配對的UCM40R，將超聲波調制脈沖變為交變電壓信號，經運算放大器IC1A和IC1B兩極放大後加至IC2。IC2是帶有鎖 定環的音頻解碼集成塊LM567，內部的壓控振盪器的中心頻率f0=1/1.1R8C3，電容C4決定其鎖定帶寬。調節R8在發射的載頻上，則LM567 輸入信號大於25mV，輸出端8腳由高電平躍變為低電平，作為中斷請求信號，送至單片機處理.
前方測距電路的輸出端接單片機INT0埠，中斷優先順序最高，左、右測距電路的輸出通過與門IC3A的輸出接單片機INT1埠，同時單片機P1.3和P1.4接到IC3A的輸入端，中斷源的識別由程序查詢來處理，中斷優先順序為先右後左。部分源程序如下：
receive1：push psw
push acc
clr ex1 ； 關外部中斷1
jnb p1.1, right ； P1.1引腳為0,轉至右測距電路中斷服務程序
jnb p1.2, left ； P1.2引腳為0,轉至左測距電路中斷服務程序
return： SETB EX1； 開外部中斷1
pop? acc
pop? psw
reti
right： ...? ； 右測距電路中斷服務程序入口
? ajmp? return
left： ... ； 左測距電路中斷服務程序入口
? ajmp? return
4、計算超聲波傳播時間
在啟動發射電路的同時啟動單片機內部的定時器T0，利用定時器的計數功能記錄超聲波發射的時間和收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路 輸出端產生一個負跳變，在INT0或INT1端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。其部分源程序如下：
RECEIVE0： PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0 ； 關外部中斷0
? MOV R7, TH0 ； 讀取時間值
MOV R6, TL0?
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, #0BBH； 計算時間差
MOV 31H, A ； 存儲結果
MOV A, R7
SUBB A, #3CH
MOV 30H, A?
SETB EX0 ； 開外部中斷0
POP ACC?
POP PSW
RETI
四、超聲波測距系統的軟體設計
軟體分為兩部分，主程序和中斷服務程序，如圖3（a）（b）(c) 所示。主程序完成初始化工作、各路超聲波發射和接收順序的控制。
定時中斷服務子程序完成三方向超聲波的輪流發射，外部中斷服務子程序主要完成時間值的讀取、距離計算、結果的輸出等工作。
五、結論
對所要求測量范圍30cm~200cm內的平面物體做了多次測量發現，其最大誤差為0.5cm，且重復性好。可見基於單片機設計的超聲波測距系統具有硬體結構簡單、工作可靠、測量誤差小等特點。因此，它不僅可用於移動機器人，還可用在其它檢測系統中。
思考：至於為什麼接收不用晶體管做放大電路呢，因為放大倍數搞不好，CX20106集成放大電路，還帶自動電平增益控制，放大倍數為76dB，中心頻率是38k到40k，剛好是超聲波感測器的諧振頻率
㈡ 誰知道關於超聲波的故事啊急啊！
超聲波的故事
小 爐 匠
話說公元一九五八年，神州大地一片狂熱。從日產千噸鋼，畝產萬斤糧開始，工農兵學商都在大放『衛星』。科學界里的衛星也不少了，比如論證畝產萬斤糧的可行性，建三門峽大壩的好處等等，已有多文論述這里就不提了。這里要說個沒多少人注意的小衛星：超聲波技術之推廣。當時，經常有人提到要把這個或那個東西「超一超」，好像能點石成金一樣。記得我識字的時候，中小學生讀的《我們愛科學》雜志就曾刊登過一篇叫《神奇的魔棍》的幻想故事。這魔棍就是一袖珍超聲波發生器，能夠把污水變為汽水。那時汽水對小學生來說可絕對是奢侈品，要到春遊的時候才能幾個人湊錢喝一瓶。因此，在我的心目中超聲是一種神力，對其崇拜是大人們不能想像的。這里要講的是一個大人的故事，它完全是真實的，只不過像其它口述歷史一樣被演義化了。
那是六十年代初，正是超聲波運動熱火朝天的時候。有人說它能幫助煉鋼，縮短出鋼的時間，又有人說它能提高煤的產熱量，提高發電的效率。看來都有些實際數據支持，可卻沒有一個統一的理論來解釋。那時先父作為一名物理學家，參加了氫彈研製中的一個小課題，因此他平時雖在中關村的物理所上班，卻每隔一個星期就到「鄉下」去出幾天差。實際上是去京郊良鄉的原子能所工作。去良鄉要乘科學院的班車，那時乘車和現在秩序差不多，車一來大夥兒一擁而上，把車門堵得死死的。家父頗有些舊知識分子的斯文，不但不跟著去擠，反而站在後面，用渾厚的男低音勸說大家不要急 「越擠上車越慢，排好隊上得才快」。 在一次熱火朝天的上車過程中，他突然象阿基米德洗澡、牛頓挨蘋果砸一樣的頓悟。超聲波的理論就在這擠車的場景中展現。他認為在化學反應時許多分子競爭一個反應物的結合位點，這種競爭可能使結合減慢，從而減慢反應速度，就好像大家擠車門一樣。超聲的作用可以使分子一張一弛地接觸反應位點，就可能提高結合的機率，好象有秩序地上車速度快一樣。這一理論是對是錯另當別論，但它確實可以對諸如鋼水中碳的氧化率，煤炭燃燒是否完全，以及化肥合成速度等看似不相關的問題給出一個共同的解釋。因此當家父把他的想法在學術會議上一講，竟然合者甚眾。從此也得了一個「超聲理論家」的虛名。
最使家父得意，並多次在我們三兄弟面前誇口的是，北朝鮮派了一位副首相來，口口聲聲要「請老師吃飯」並在席間親耳聆聽家父理論一番。
可實際上北朝同志興師動眾派一位副首相來並不是為了聽空頭理論，而是另一番原委。原來當時在原子能所有幾位敢想敢乾的年青人，把鈾礦石拿來「超一超」，想藉此提高鈾235的分離效率。不成想『超』過的鈾礦石的放射性竟比沒超過的高了不少。他們又用本無放射性的水晶礦石來試驗，竟發現『超』過的水晶也產生了微弱的放射性。這一成果報到了上面，受到高度重視。一位留過洋並主持原子彈研製的大科學家這時也認為超聲能夠打破原子核。這可是個超級大衛星啊，上面指示一定要保守機密。等咱們研究清楚了再說。那時候對美國大鼻子，蘇聯老毛子，印度纏頭阿三之類保密都比較簡單。那時候只要長得像外國人，想到西山都不行，別說接近原子基地了。可是百密必有一疏，競被有著鮮血之誼的朝鮮兄弟探到了風聲。這不，副首相就是奔著這個來的。
家父當時是否在這絕密衛星的圈內，他從未提過。但他很善談，常常開口千言離題萬里。組織上派他和那副首相的一番會晤，可謂用心良苦。想必他絕未泄露國家機密。否則在不久後文革中一定會受到嚴厲的清算。我們也就會知道的。
但是在副首相無功而返之後家父卻對這件事來了興趣。他來到原子能所，讓放這顆大衛星的年輕人表演給他看看。爾等拿出一塊鈾礦石，在蓋革計數器（一種測量放射性強度的儀器）下先測出放射性強度。然後打開超生波發生器，把礦石「超」了一遍。之後再放到蓋革計數前去測量，果然聽見噼噼啪啪聲音不斷，表明『超』後放射性增強了許多。幾位年輕人又拿來一片水晶，先放在計數器下，只聽見幾聲零星的嗶剝，幾乎沒有放射性。然後再照樣『超』了幾分鍾，再拿去測，嗶啵聲（放射性）果然強了不少。
家父看到這里，突然象明白了什麼，馬上叫他們在水晶片上塗了一層凡士林油膏，再拿去『超』。超完往計數器下一放，只聽噼噼啪啪，好似青菜倒進滾油鍋，計數器的指針打到標度之外，放射性強之又強。父親一見，又讓他們用鈾礦石重新作一次實驗，超前測測，超後再測測。然後用水沖沖再測。結果雖然『超』後的放射性明顯增加，但用水一沖就回到了『超』前的水平。這時父親才胸有成竹地道出了超聲加強放射性的秘密：原來當時的超聲波發生器是土製的「簧片哨」，也就是用壓縮空氣強力吹過一個哨子樣的裝置，產生音調極高，人耳聽不見的超聲波。當礦石放在哨子下時，不僅受到了超聲，同時也被強烈的氣流吹著。這原子能所成天和放射性礦石打交道，灰塵中也有許多放射性微粒。往礦石上一吹，就在其表面沾上許多放射性微粒，當然可以增加礦石的放射性，也能讓原來沒有放射性的水晶染上放射塵埃，呈現出放射性來。父親大概在第一眼看他們比較鈾礦石和水晶時就有了這想法。水晶表面光潔，只能沾上很少的塵埃，放射性就弱；鈾礦石表面粗糙，能沾上很多塵埃，也就顯出較強的放射性，於是他叫把水晶塗上凡士林，油膏可以粘上大量灰塵，果然就出現比鈾礦還高的放射性。而用水沖洗鈾礦石可以洗掉塵埃，也就洗去了放射性。
整個過程也就是那麼幾分鍾，一顆諾貝爾物理獎級的「大衛星」就隕落了。我想家父那時的表情絕對是帥呆了。這種「溫酒斬華雄」的事，一個人一生也遇不到幾回吧。之後我問他為什麼可以瞬間看破那麼多人都深信不疑的實驗結果。他說，從物理的基本知識來說，超聲波的能量和打破原子核所需的能量差上好多個數量級呢。他還說幾個年輕人的幼稚還有情可原，但那位留過洋的首席科學家犯這種低級錯誤就奇怪了，也許他根本就沒看過實驗，就拿這項成果去報功，所以才沒有機會去懷疑氣流的秘密。
幾十年過去了。如果父親錯了，今天的物理教科書上絕對會有『超聲核裂變』一章。咱中國的物理學家也會得一回諾貝爾獎。但這些都沒有發生。 歷史是經常會重復的。1990年度，美國科學家搞出的『冷聚變』熱核反應和這故事的水平差不多，但誠實的美國科學家們花了大量時間去重復這實驗，一年多以後才塵埃落定，普遍否定了冷聚變的可能性。但現在還有些不信邪的日本科學家在堅持研究。
㈢ 超聲波和次聲波有什麼特性初中知識！
次聲波是頻率低於20赫茲的聲波。一般來說，人耳所能接受的聲波在20—20000赫茲之間，聲波頻率高於20000赫茲的，稱為超聲波；低於20赫茲的約則為次聲波。次聲波與超聲波一樣都看不見、聽不到、摸不著，但次聲波頻率低、波長長，所以傳播距離很遠。次聲波的另一個重要特性是有較強的穿透能力，既能穿透空氣、海水、土壤，也能穿透飛機機體、艦艇殼件、坦克車體，以及堅固的鋼筋混凝土構體。例如頻率為3.44赫茲的次聲波，其波長100米，能穿透建築物的堅固牆壁，當然，對於人體來說更是不在話下。
據報道，次聲波亡人的事件還真有不少。1980年，一艘名叫「馬爾波羅」的帆船在由紐西蘭駛往英國的途中突然神秘地失蹤；20年後，卻在火地島附近被人發現。船上的一切都原封不動、完好如初。就連已死多年的船員也都各就各位，保持著工作狀態。科學家對他們的神秘死亡引起了極大的關注，經過長期研究，終於發現，原來他們正是死於海上風暴產生的次聲。
1992年11月24日，桂林上空發生了一起空難，141人死亡，成為中國民航史上最慘烈的飛機失事事件。當事件的原因經多方解釋而未肯定之時，中國聲學研究所的專家，提出了存在著因「次聲波」的作用而致使飛機墜毀的可能性。桂林屬半丘陵地帶，氣團依山勢走向而上下浮動，引起氣流震動，會產生一種「山背波」的次聲波，當飛機遇到這種危害極大的由次聲波引起的晴空湍流時，如同落入一個風旋渦中，在擠壓力、沖力等多種強勁外力的作用下，將造成飛機失控、產生機毀人亡的惡果。最近研究結果表明，次聲波對飛機的影響還有一種「生物效應」。該理論認為，當次聲波的頻率接近人體頻率時，就有可能產生「共振」，飛機駕駛員無法承受這種強烈的效應，就有致命的危險。也就是說，此次空難的兇手很可能就是這種次聲波。
那麼，次聲波為何會造成人員不流血卻出現嚴重傷亡的現象呢?科學研究表明：人體的內臟，有其固有的振動頻率，而這種頻率也在0.01—20赫茲之間，也就是說，它和次聲波的頻率相似。這樣一來，當外來的次聲波不管是自然形成的，還是人為製造的，一旦它的振動頻率與人體內臟的振動頻率相同或接近時，就會引起各種臟器的共振，這一共振便會使人煩躁、耳鳴、頭痛、失眠、惡心、視覺模糊、吞咽困難、肝胃功能失調紊亂；嚴重時，還會使人四肢麻木、胸部有壓迫感。特別是與人的腹腔、胸腔和顱腔的固有振動頻率一致時，就會與內臟、大腦等產生共振，甚至危及性命。
次聲波這些神奇的功能：無聲無息地傳播，波長不易衰減，且易與自然界的次聲波混在一起，難以被人察覺等特點，早就引起軍事專家的高度注意。一些國家正在是利用次聲波的性質進行次聲波武器的研製。初步選定利用次聲波進行作戰的方向是次聲波發生器和次聲波炸彈