㈠ 超聲波測距儀的國內外研究現狀
國內從五十年代起對超聲波測距進行了較多的研究，並取得了可喜的成果。近年來由於電子技術的飛速發展，特別是單片機技術的應用，使得原來非常復雜的超聲物位測量儀的設計有了大幅簡化的可能，如採用zilog公司的z86E08單片機控制的超聲波測距數顯裝置，以8098單片機為核心的智能物位測量儀等，從而使得超聲物位測量儀的應用得到更多的普及。
㈡ 設計並製作一個基於超聲測距的裝置，包括一個可以在2×2米正方形范圍內任意放置的超聲定位測距儀及一個可
你是山輕工的吧？參加電子設計大賽？既然決定參加~還是靠自己的力量完成吧~
㈢ 超聲波測距儀論文
想要更好的文章就先把懸賞分設高點嘛~~~
不然哪有像我這樣的好心人呢。。。
超聲 波 測 距 系 統
Ul tFaSOgiC DiStance Meter System
史曉華杜新培
Shi Xiaohua Du Xinpei
(天津工業入學計算機與自動化學院，天津300 1 60)
(School of Computer Technology and Automatiaon，Tianjin Ploytechnic University，
Tianjin 300160)
摘要：本文介紹了一種基於單片機的脈沖反射式超聲測距系統。該系統以空氣中超聲波的傳播速度為確定條件，利
用反射超聲波測量待測距離，並且描述了系統研製的理論基礎。文章概述了超聲檢測的發展及基本原理，介紹超聲感測器的
原理及特性，並且在介紹超聲測距系統的基礎上．提出了系統的總體構成。
～
關鍵詞：超聲波；單片機
中圖分類號：TP31 1 文獻標識碼：A 文章編號：1671—4792一(2008)5—0036—03
Abstract：The thesis introces a kind of pulse-reflection ultrasonic distance meter system based on micro
controller． 2"he system could measure certain distance with the reflected wave on condition in which the speed
of transmitting wave is fixed． 1t generallY specifies the theoretical foundation of the system．This paper
summarizes the deve1opment and fundamental principle of U1trasonic detection． Then it presents the theory and
characters of ultrasonic sensor．Moreover， i t proposes the whole structure of the system by i ntroc ing the
function of ultrasonic distance meter．
Kevwords：U1trasoniC Wave；MCU
0 引言 為：檢測從超聲波發射器發出的超聲波(假設傳播介質為氣
目前各種超聲波儀器和裝置己經廣泛地應用在工業、通 體)，經氣體介質的傳播到接收器的時間即往返時間。往返
信、醫療等許多行業中。超聲檢測技術的基本原理是利用某 時間與氣體介質中的聲速相乘，就是聲波傳輸的距離。而所
種待測的非聲量(如密度、濃度、強度、彈性、硬度、粘度、 測距離是聲波傳輸距離的一半，即：
溫度、流量、液位、厚度、缺陷等)之間存在著的直接或間L=L。v*t (1)
接的關系，在確定了這些關系之後就可通過測定這些超聲物 在上式中，L為待測距離，v為超聲波的聲速，t為往返
理量來測出待測的非聲量。正是在這種工作原理下，我們可 時 。若要求測距誤差小於o．1m，已知聲速v=344m／s(201C
以充分地利用超聲波的各種特性來研製超聲波感測器，配合 時)，顯然，直接用秒錶測時間是不現實的。
不同的信號處理與顯示電路完成許多待測量的檢測工作。 因此，實現超聲波測距必須避開直接測量時間的方法，
測距是立足於聲速在既定的均勻媒介傳播速度有一恆定 才能獲得實用的測長精度。對超聲波傳播時間的測量可以歸
數值，不隨聲波頻率變化的特點。超聲波測距的關鍵是把聲 結到對超聲波回波前沿的檢測。檢測脈沖計數法：脈沖檢測
源由反射到返回的傳播時間計量出來，若要求測距誤差小於 法是對有回波信號經檢測電路產生的脈沖進行檢測的方法。
0．01米，那麼測量H寸間的誤差必須小於30微秒。因此，實 本文採用的是脈沖檢測計數法。這種方法實現起來較包絡檢
現聲波測距須避開直接測量日、『間的方法，才能獲得實用的測 測方便，電路實現簡單，精度也較高。實現的方法是當回波
長精度。 信號經放大處理後，進入比較器，調整好合適的閾值在比較
1 超聲測距原理 器的輸出端就會產生40kHz的方波。利用查詢或者中斷的方
本文的硬體設計採用超聲波往返時 檢測法， 其原理 法便可以檢測出這些脈沖，便於測量出發射到接收到脈沖的
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時間。
2 超聲測距系統的總體方案
發射電壓從理論上說是越高越好，因為對同一隻發射傳
感器而言，電壓越高，發射的超聲功率就越大，這樣能夠在
接收感測器上接收的回波功率就比較大，對於接收電路的設
計就相對簡單一些。但是，每一隻實際的發射感測器有其工
作電壓的極限值，即當工作電壓超過了這個極限值之後，會
對感測器的內部電路造成不可恢復的損害。
發射部分的點脈沖電壓很高，但是由障礙物回波引起的
壓電晶片產生的射頻電壓不過幾十毫伏，要對這樣小的信號
進行處理就必須放大到一定的幅度。最終達到對回波進行放
大檢測，產生一個單片機能夠識別的中斷信號作為回波到達
的標志。
圖一超聲測距硬體結構圖
3 超聲測距系統的硬體
3．1發射電路
(1)發射波形
發射部分用單片機控制產生40KIlz的方波，然後加以驅
動。
如圖二所示波形是PWM波形經過三極體放大後發生輕微
變化，之後送至發射感測器發射的信號波形， 理論上說該信
號是穩定無變化的。為使感測器充分震盪，發射脈寬不可以
過小，一般來說我們選擇40KIlz的方波信號，但是實際情況
是我們可以得到頻率為39KIIz到40KHz之間的信號。
， ， r ，
圖二三極體放大後的信號波形
(2)發射電壓
感測器發射電壓大小主要取決於發射信號損失及接收機
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的靈敏度，綜合各種損耗的因素，包括往返傳播損失、聲波
傳輸損失、聲波反射損失、環境雜訊損失等。在發射端電源
處極其容易產生干擾，可以選擇適當大d,fl-'J電容進行濾波。
設計的發射電路如圖三所示。
圖三超聲波發射電路
3．2接收放大部分
接收放大單元的作用是對有用的信號進行放大，並抑制
其它的雜訊和干擾，從而達到最大信噪比，以利檢測單元的
正確檢測。超聲波回波經超聲波接收感測器，電容隔直濾波，
一級放大，二級放火後，在解碼器的輸出端有信號時將得到
低電平進入單片機以產生巾斷用於計時。
圖四接收放大電路
在感測器接收到的信號中，除了障礙物反射的回波外，
總混有雜波和干擾脈沖等環境雜訊。環境雜訊主要集中在低
頻段，遠離回波信號頻率。因此系統的總雜訊系數主要有接
收機的內部雜訊決定，其功率譜寬度遠大於接收機的通頻
帶。而且內部會產生一個與有用信號頻率基本相同，只有幅
值不同的信號，可以使用一些特殊的電路將其隔離。
3．3檢測單元
接收信號放大到2V左右時，就可以進行信號檢測。信號
檢測的目的是確定接收信號的到達時間，這是整個電路中一
個關鍵的地方。因為它不僅決定系統的測量精度，還關繫到
整個系統是否能正常工作。
檢測電路設計的要求是保證每次接收信號都能被准確的
鑒別出來轉換成數字脈沖去觸發單片機的外巾斷引腳。通常
採用某一固定電平或滑動門限電平作為比較電平。以零電平
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作為比較電平是行不通的，因為放大後的信號中含有一定幅 接收信號顯示的設計。在系統軟體中，要完成接收控制信號、
值的雜訊，這樣一來，即使沒有接收信號，也會造成比較器 發射脈沖信號、峰值採集信號的時序及輸出以及信號處理後
反復觸發，從而無法判斷那個信號是真正的接收信號。若采 的顯示等。 超
士
用某一高於一般雜訊峰值的固定電平，這樣做可以削除一般 (2)數據存儲 『盧波
雜訊的影響，而且比較電平固定，可以實現對電路信號的准 為了得到發射信號與接收回波間的時間差，要讀出此刻 測
確檢測。 計數器的計數值，然後存儲在RAM中，而且每次發射周期的 距
系
3．4顯示單元 開始，需要對計數器清零，以備後續處理。 統
顯示器是一個典型的輸出設備，而且其應用是極為廣泛 (3)信號處理
的，幾乎所有的電子產品都要使用顯示器，其差別僅在於顯 RAM中存儲的計數值並不能作為距離值直接顯示輸出，
示器的結構類型不同而已。最簡單的顯示器可以使用LED發 因為計數值與實際的距離值之間轉換公式為：
光二極體，給出一個簡單的開關量信息，而復雜的較完整的 s=O．5×V×T=O．5×V×(Tr×N)
顯示器應該是CRT監視器或者屏幕較大的LCD液晶屏。 其中，T為發射信號到接收之間經歷的時間，Tr為方波
3．5聲速校正 信號作為計數脈沖時計數器的時間解析度，N為計數器的值。
要想通過測量超聲波傳播時間確定距離，聲速C必須恆 在這個部分中，信號處理包括計數值與距離值換算，二進制
定，實際上聲速隨介質、溫度、壓力等變化而變化。一般情 與十進制轉換。
況下，由於大氣壓力變化很小，因此傳播速度主要考慮溫度 (4)數據傳輸與顯示
的影響。對一定介質，通常採用對溫度進行修正的方法，可 經軟體處理得到的距離送到四位LED顯示。
以測得比較准確的距離。通過對溫度修正來校正聲速的方 由於距離值的得出及顯示是在中斷子程序中完成的，因
法，即用測溫元件測量實際環境，根據聲速與溫度的關系計 此在初始化發射程序後進人中斷響應的等待。在中斷響應之
算出測量時實際環境中的聲速，再根據測距公式得到距離。 後，原始數據經計數值與距離值換運算元程序，二進制與十進
空氣中聲速C與溫度T的關系在常溫下可由下面近似公式(2) 制轉換子程序後顯示輸出。
表示： 整個系統軟體功能的實現可以分為主程序、子程序、中
c=(331．4+o．607T)m／s (2) 斷服務程序幾個主要部分。
3．6干擾問題及其解決方法 ．
這里的干擾主要外界高頻雜訊及電源等對信號產生的干 參考文獻
擾，由於這類干擾信號尤其是電源干擾信號和有用信號極其 【1】超聲波探傷編寫組編著．超聲波探傷【MJ．北京：電
相似，因此在這段時間里不容易檢測出回波信號。 力工業出版社，1980．
針對高頻雜訊和電源干擾，可以通過選擇合適的元器 【2】王純正．超聲學【M】．北京：人民衛生出版社，1993．
件，加之濾波電路就可以消除干擾，對接收部分的信號放大 【3】中國無損檢測學會編譯．超聲波探傷【M】．北京：機
處理也可以採用隔離抗干擾技術。這樣的處理可以很好的消 械工業出版社，1987．
除干擾。 【4】同濟大學聲學研究室．超聲工業測量技術【M】．上海：
4 系統軟體 上海人民出版社，1977．
在系統硬體構架了超聲測距的基本功能之後，系統軟體
所實現的功能主要是針對系統功能的實現及數據的處理和應 作者簡介
用。根據以l 所述系統硬體設計和所完成功能，系統軟體需 史曉華(1985-)，男，天津工業大學計算機與自動化學
要實現以下功能： 院04級本科，電氣工程及其自動化專業；
(1)信號控制 』 杜新培(1986一)，男，天津工業大學計算機與自動化學
在系統硬體中， 己經完成了發射電路、回波接收電路、 院O4級研究生。
R1
㈣ 超聲波測距儀課程設計引言怎麼寫
超聲波是由機械振動產生的,可在不同介質中以不同的速度傳播。由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學的方法，它不受光線、被測對象顏色等影響。對於被測物處於黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環境下有一定的適應能力。因此在液位測量、機械手控制、車輛自動導航、物體識別等方面有廣泛應用。特別是應用於空氣測距，由於空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結構信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其准確度也較其它方法為高;而且超聲波感測器具有結構簡單、體積小、信號處理可靠等特點。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求。
超聲波測距的方法有多種，如相位檢測法、聲波幅值檢測法和渡越時間檢測法等。相位檢測法雖然精度高，但檢測范圍有限;
聲波幅值檢測法易受反射波的影響。本儀器採用超聲波渡越時間檢測法。其原理為:
檢測從超聲波發射器發出的超聲波，經氣體介質的傳播到接收器的時間，即渡越時間。渡越時間與氣體中的聲速相乘，就是聲波傳輸的距離。超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時單片機開始計時，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。
㈤ 畢業設計--超聲波測距儀
相關資料，請參考
超聲波測距儀設計及其應用分析
[摘要] 本文利用超聲波傳輸中距離與時間的關系，採用AT89C51單片機進行控制及數據處理，設計出了能精確測量兩點間距離的超聲波測距儀。該測距儀主要由超聲波發射器電路、超聲波接收器電路、單片機控制電路、環境溫度檢測電路及顯示電路構成。利用所設計出的超聲波測距儀，對不同距離進行了測試，並進行了詳盡的誤差分析。
[關鍵詞] 超聲波測距 單片機 溫度感測器
隨著社會的發展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。超聲波測距由於其能進行非接觸測量和相對較高的精度，越來越被人們所重視。本設計的超聲波測距儀，可以對不同距離進行測試，並可以進行詳盡的誤差分析。
一、設計原理
超聲測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射同時開始計時，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中斷停止計時。 通過不斷檢測產生波發射後遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射超聲波和接收到回波的時間差T，然後求出距離L。基本的測距公式為：L=(△t/2)*C
式中 L——要測的距離
T——發射波和反射波之間的時間間隔
C——超聲波在空氣中的聲速，常溫下取為340m/s
聲速確定後，只要測出超聲波往返的時間，即可求得L。
二、超聲波測距儀設計目標
測量距離: 5米的范圍之內;通過LED能夠正確顯示出兩點間的距離;誤差小於5%。
三、數據測量和分析
1.數據測量與分析
由於實際測量工作的局限性，最後在測量中選取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六個距離進行測量，每個距離連續測量七次，得出測量數據(溫度:29℃),如表所示。從表中的數據可以看出，測量值一般都比實際值要大幾厘米，但對於連續測量的准確性還是比較高的。
對所測的每組數據去掉一個最大值和最小值，再求其平均值，用來作為最終的測量數據，最後進行比較分析。這樣處理數據也具有一定的科學性和合理性。從表中的數據來看，雖然對超聲波進行了溫度補償，但在比較近的距離的測量中其相對誤差也比較大。特別是對30cm和50cm的距離測量上，相對誤差分別達到了5%和4.8%。但從全部測量結果看，本設計的絕對誤差都比較小，也比較穩定。本設計盲區在22.6cm左右，基本滿足設計要求。
2.誤差分析
測距誤差主要來源於以下幾個方面：
(1)超聲波發射與接收探頭與被測點存在一定的角度，這個角度直接影響到測量距離的精確值;(2)超聲波回波聲強與待測距離的遠近有直接關系，所以實際測量時，不一定是第一個回波的過零點觸發;(3)由於工具簡陋，實際測量距離也有誤差。影響測量誤差的因素很多，還包括現場環境干擾、時基脈沖頻率等等。
四、應用分析
採用超聲波測量大氣中的地面距離，是近代電子技術發展才獲得正式應用的技術，由於超聲測距是一種非接觸檢測技術，不受光線、被測對象顏色等的影響，在較惡劣的環境(如含粉塵)具有一定的適應能力。因此，用途極度廣泛。例如:測繪地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等，利用超聲波測量地面距離的方法，是利用光電技術實現的，超聲測距儀的優點是:儀器造價比光波測距儀低，省力、操作方便。
超聲測距儀在先進的機器人技術上也有應用，把超聲波源安裝在機器人身上，由它不斷向周圍發射超聲波並且同時接收由障礙物反射回波來確定機器人的自身位置，用它作為感測器控制機器人的電腦等等。由於超聲波易於定向發射，方向性好，強度好控制，它的應用價值己被普遍重視。
總之，由以上分析可看出:利用超聲波測距，在許多方面有很多優勢。因此，本課題的研究是非常有實用和商業價值。
五、結論
本設計的測量距離符合市場要求，測量的盲區也控制在23cm以內。針對市場需求，本設計還可以加大發射功率，讓測量的距離更加的遠。在顯示方面，也可以對程序做適當改動，使開始發射超聲波時LED顯示出溫度值，到超聲波回波接收到以後通過計算得出距離值時，LED自動切換顯示距離值，這樣在視覺效果上得到更加直觀的了解。
參考文獻:
[1]孫涵芳徐愛卿:MCS一51／96系列單片機原理及應用(修訂版)[M].北京：北京航空航天大學出版社.2002.46-170
[2]金篆芷王明時:現代感測器技術[M].電子工業出版社.1995.331—335
[3]孫涵芳徐愛卿:MCS一51／96系列單片機原理及應用(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學出版社.2002.46-170
[4]路錦正王建勤楊紹國趙珂趙太飛:超聲波測距儀的設計[J].感測器技術.2002
㈥ 超聲波測距儀的設計,有幾種設計方法
有無數種方法。
㈦ 設計並製作一台超聲波距離測量儀
（1）測量距離2cm~5m是很困難的。一般來說，5m的距離，盲區在20cm左右。
2，角度可以滿足要求。3、精度2mm很困難，超聲波能做到量程的0.5%的精度就很好了。後面兩個，都是電路方面的設計，就沒有什麼號說的了。
㈧ 超聲波測距儀的設計
採用超聲波測量大氣中的地面距離，是近代電子技術發展才獲得正式應用的技術，由於超聲測距是一種非接觸檢測技術，不受光線、被測對象顏色等的影響，在較惡劣的環境(如含粉塵)具有一定的適應能力。因此，用途極度廣泛。例如:測繪地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等，利用超聲波測量地面距離的方法，是利用光電技術實現的，超聲測距儀的優點是:儀器造價比光波測距儀低，省力、操作方便。
超聲測距儀在先進的機器人技術上也有應用，把超聲波源安裝在機器人身上，由它不斷向周圍發射超聲波並且同時接收由障礙物反射回波來確定機器人的自身位置，用它作為感測器控制機器人的電腦等等。由於超聲波易於定向發射，方向性好，強度好控制，它的應用價值己被普遍重視。
總之，由以上分析可看出:利用超聲波測距，在許多方面有很多優勢。因此，本課題的研究是非常有實用和商業價值。
希望能幫到你!
祝你快樂!!
㈨ 超聲波測距系統的設計 盼望各位幫忙！！！
這是個技術性很強的東西，恐怕只給這點分不行吧，本人是從事這方面和單片機控制技術開發的，深知做這方面技術的辛苦和不易，所以你覺得會那麼容易嗎？
㈩ 超聲波測距儀的畢業設計：開題報告和文獻綜述
2008-09-26 09:22 <DIR> 參考文獻
2008-09-26 09:22 <DIR> 翻譯與原文
2008-09-26 09:23 96,768 開題報告.doc
2008-09-26 09:23 24,064 實習報告.doc
2008-09-26 09:23 91,136 實習日記.doc
2008-09-26 09:23 136,192 文獻綜述.doc
2008-09-26 09:23 523,776 畢業論文.doc【摘要】超聲波測距技術在當今社會生活中已有很廣泛的應用，本論文在了解超聲波測距原理的基礎上，完成了基於時差測距原理的一種超聲波測距系統的軟硬體設計，其中的控制晶元是採用凌陽公司開發的SPCE061A系列單片機。論文著重介紹了SPCE061A與超聲波測距模塊組成的超聲波測距系統的組成原理以及應用，另外也介紹了LED顯示等模組的應用。該系統可廣泛應用於小距離測距、機器人檢測、車輛倒車雷達以及家居安防系統等應用方案。最後實際使用表明能實現基本測量。【關鍵詞】SPCE061A 超聲波 距離測量目 錄
一、 引言 4
二、 凌陽SPCE061A簡介 5
2.1總述 5
2.2性能 5
2.3結構概覽 6
2.4 61板卡說明 7
三、 系統分析與設計 9
3.1超聲波測距基本原理 9
3.2系統總體方案介紹 10
四、 硬體電路設計 11
4.1 超聲波發射模塊 11
4.2 超聲波接受模塊 11
4.3鍵盤模塊 12
4.4 LED顯示模塊 12
4.5 超聲波測距系統工作過程 14
五、 以SPCE061A為核心的軟體設計 15
5.1 總體設計 15
5.2 測距演算法 16
5.3系統調試 18
六、 系統的測試與結果分析 21
6.1 系統誤差分析 21
6.2 系統測試 21
七、 結束語 22
八、 參考文獻 23
九、 致謝 24
十、附錄（源程序）25