㈠ 求一篇关于基于单片机的超声波测距仪设计的英文资料（附中文翻译更美，呵呵），毕业设计用。谢谢
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。（类似GPS定位系统）
一 超声波测距原理
1、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。
2、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
二 超声波测距系统的电路设计
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。
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
4、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, #0BBH； 计算时间差
MOV 31H, A ； 存储结果
MOV A, R7
SUBB A, #3CH
MOV 30H, A?
SETB EX0 ； 开外部中断0
POP ACC?
POP PSW
RETI
四、超声波测距系统的软件设计
软件分为两部分，主程序和中断服务程序，如图3（a）（b）(c) 所示。主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。
定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。
五、结论
对所要求测量范围30cm~200cm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为0.5cm，且重复性好。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可用在其它检测系统中。
思考：至于为什么接收不用晶体管做放大电路呢，因为放大倍数搞不好，CX20106集成放大电路，还带自动电平增益控制，放大倍数为76dB，中心频率是38k到40k，刚好是超声波传感器的谐振频率
㈡ 谁知道关于超声波的故事啊急啊！
超声波的故事
小 炉 匠
话说公元一九五八年，神州大地一片狂热。从日产千吨钢，亩产万斤粮开始，工农兵学商都在大放‘卫星’。科学界里的卫星也不少了，比如论证亩产万斤粮的可行性，建三门峡大坝的好处等等，已有多文论述这里就不提了。这里要说个没多少人注意的小卫星：超声波技术之推广。当时，经常有人提到要把这个或那个东西“超一超”，好像能点石成金一样。记得我识字的时候，中小学生读的《我们爱科学》杂志就曾刊登过一篇叫《神奇的魔棍》的幻想故事。这魔棍就是一袖珍超声波发生器，能够把污水变为汽水。那时汽水对小学生来说可绝对是奢侈品，要到春游的时候才能几个人凑钱喝一瓶。因此，在我的心目中超声是一种神力，对其崇拜是大人们不能想象的。这里要讲的是一个大人的故事，它完全是真实的，只不过像其它口述历史一样被演义化了。
那是六十年代初，正是超声波运动热火朝天的时候。有人说它能帮助炼钢，缩短出钢的时间，又有人说它能提高煤的产热量，提高发电的效率。看来都有些实际数据支持，可却没有一个统一的理论来解释。那时先父作为一名物理学家，参加了氢弹研制中的一个小课题，因此他平时虽在中关村的物理所上班，却每隔一个星期就到“乡下”去出几天差。实际上是去京郊良乡的原子能所工作。去良乡要乘科学院的班车，那时乘车和现在秩序差不多，车一来大伙儿一拥而上，把车门堵得死死的。家父颇有些旧知识分子的斯文，不但不跟着去挤，反而站在后面，用浑厚的男低音劝说大家不要急 “越挤上车越慢，排好队上得才快”。 在一次热火朝天的上车过程中，他突然象阿基米德洗澡、牛顿挨苹果砸一样的顿悟。超声波的理论就在这挤车的场景中展现。他认为在化学反应时许多分子竞争一个反应物的结合位点，这种竞争可能使结合减慢，从而减慢反应速度，就好像大家挤车门一样。超声的作用可以使分子一张一弛地接触反应位点，就可能提高结合的机率，好象有秩序地上车速度快一样。这一理论是对是错另当别论，但它确实可以对诸如钢水中碳的氧化率，煤炭燃烧是否完全，以及化肥合成速度等看似不相关的问题给出一个共同的解释。因此当家父把他的想法在学术会议上一讲，竟然合者甚众。从此也得了一个“超声理论家”的虚名。
最使家父得意，并多次在我们三兄弟面前夸口的是，北朝鲜派了一位副首相来，口口声声要“请老师吃饭”并在席间亲耳聆听家父理论一番。
可实际上北朝同志兴师动众派一位副首相来并不是为了听空头理论，而是另一番原委。原来当时在原子能所有几位敢想敢干的年青人，把铀矿石拿来“超一超”，想借此提高铀235的分离效率。不成想‘超’过的铀矿石的放射性竟比没超过的高了不少。他们又用本无放射性的水晶矿石来试验，竟发现‘超’过的水晶也产生了微弱的放射性。这一成果报到了上面，受到高度重视。一位留过洋并主持原子弹研制的大科学家这时也认为超声能够打破原子核。这可是个超级大卫星啊，上面指示一定要保守机密。等咱们研究清楚了再说。那时候对美国大鼻子，苏联老毛子，印度缠头阿三之类保密都比较简单。那时候只要长得像外国人，想到西山都不行，别说接近原子基地了。可是百密必有一疏，竞被有着鲜血之谊的朝鲜兄弟探到了风声。这不，副首相就是奔着这个来的。
家父当时是否在这绝密卫星的圈内，他从未提过。但他很善谈，常常开口千言离题万里。组织上派他和那副首相的一番会晤，可谓用心良苦。想必他绝未泄露国家机密。否则在不久后文革中一定会受到严厉的清算。我们也就会知道的。
但是在副首相无功而返之后家父却对这件事来了兴趣。他来到原子能所，让放这颗大卫星的年轻人表演给他看看。尔等拿出一块铀矿石，在盖革计数器（一种测量放射性强度的仪器）下先测出放射性强度。然后打开超生波发生器，把矿石“超”了一遍。之后再放到盖革计数前去测量，果然听见噼噼啪啪声音不断，表明‘超’后放射性增强了许多。几位年轻人又拿来一片水晶，先放在计数器下，只听见几声零星的哔剥，几乎没有放射性。然后再照样‘超’了几分钟，再拿去测，哔啵声（放射性）果然强了不少。
家父看到这里，突然象明白了什么，马上叫他们在水晶片上涂了一层凡士林油膏，再拿去‘超’。超完往计数器下一放，只听噼噼啪啪，好似青菜倒进滚油锅，计数器的指针打到标度之外，放射性强之又强。父亲一见，又让他们用铀矿石重新作一次实验，超前测测，超后再测测。然后用水冲冲再测。结果虽然‘超’后的放射性明显增加，但用水一冲就回到了‘超’前的水平。这时父亲才胸有成竹地道出了超声加强放射性的秘密：原来当时的超声波发生器是土制的“簧片哨”，也就是用压缩空气强力吹过一个哨子样的装置，产生音调极高，人耳听不见的超声波。当矿石放在哨子下时，不仅受到了超声，同时也被强烈的气流吹着。这原子能所成天和放射性矿石打交道，灰尘中也有许多放射性微粒。往矿石上一吹，就在其表面沾上许多放射性微粒，当然可以增加矿石的放射性，也能让原来没有放射性的水晶染上放射尘埃，呈现出放射性来。父亲大概在第一眼看他们比较铀矿石和水晶时就有了这想法。水晶表面光洁，只能沾上很少的尘埃，放射性就弱；铀矿石表面粗糙，能沾上很多尘埃，也就显出较强的放射性，于是他叫把水晶涂上凡士林，油膏可以粘上大量灰尘，果然就出现比铀矿还高的放射性。而用水冲洗铀矿石可以洗掉尘埃，也就洗去了放射性。
整个过程也就是那么几分钟，一颗诺贝尔物理奖级的“大卫星”就陨落了。我想家父那时的表情绝对是帅呆了。这种“温酒斩华雄”的事，一个人一生也遇不到几回吧。之后我问他为什么可以瞬间看破那么多人都深信不疑的实验结果。他说，从物理的基本知识来说，超声波的能量和打破原子核所需的能量差上好多个数量级呢。他还说几个年轻人的幼稚还有情可原，但那位留过洋的首席科学家犯这种低级错误就奇怪了，也许他根本就没看过实验，就拿这项成果去报功，所以才没有机会去怀疑气流的秘密。
几十年过去了。如果父亲错了，今天的物理教科书上绝对会有‘超声核裂变’一章。咱中国的物理学家也会得一回诺贝尔奖。但这些都没有发生。 历史是经常会重复的。1990年度，美国科学家搞出的‘冷聚变’热核反应和这故事的水平差不多，但诚实的美国科学家们花了大量时间去重复这实验，一年多以后才尘埃落定，普遍否定了冷聚变的可能性。但现在还有些不信邪的日本科学家在坚持研究。
㈢ 超声波和次声波有什么特性初中知识！
次声波是频率低于20赫兹的声波。一般来说，人耳所能接受的声波在20—20000赫兹之间，声波频率高于20000赫兹的，称为超声波；低于20赫兹的约则为次声波。次声波与超声波一样都看不见、听不到、摸不着，但次声波频率低、波长长，所以传播距离很远。次声波的另一个重要特性是有较强的穿透能力，既能穿透空气、海水、土壤，也能穿透飞机机体、舰艇壳件、坦克车体，以及坚固的钢筋混凝土构体。例如频率为3.44赫兹的次声波，其波长100米，能穿透建筑物的坚固墙壁，当然，对于人体来说更是不在话下。
据报道，次声波亡人的事件还真有不少。1980年，一艘名叫“马尔波罗”的帆船在由新西兰驶往英国的途中突然神秘地失踪；20年后，却在火地岛附近被人发现。船上的一切都原封不动、完好如初。就连已死多年的船员也都各就各位，保持着工作状态。科学家对他们的神秘死亡引起了极大的关注，经过长期研究，终于发现，原来他们正是死于海上风暴产生的次声。
1992年11月24日，桂林上空发生了一起空难，141人死亡，成为中国民航史上最惨烈的飞机失事事件。当事件的原因经多方解释而未肯定之时，中国声学研究所的专家，提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠毁的可能性。桂林属半丘陵地带，气团依山势走向而上下浮动，引起气流震动，会产生一种“山背波”的次声波，当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时，如同落入一个风旋涡中，在挤压力、冲力等多种强劲外力的作用下，将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。最近研究结果表明，次声波对飞机的影响还有一种“生物效应”。该理论认为，当次声波的频率接近人体频率时，就有可能产生“共振”，飞机驾驶员无法承受这种强烈的效应，就有致命的危险。也就是说，此次空难的凶手很可能就是这种次声波。
那么，次声波为何会造成人员不流血却出现严重伤亡的现象呢?科学研究表明：人体的内脏，有其固有的振动频率，而这种频率也在0.01—20赫兹之间，也就是说，它和次声波的频率相似。这样一来，当外来的次声波不管是自然形成的，还是人为制造的，一旦它的振动频率与人体内脏的振动频率相同或接近时，就会引起各种脏器的共振，这一共振便会使人烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、视觉模糊、吞咽困难、肝胃功能失调紊乱；严重时，还会使人四肢麻木、胸部有压迫感。特别是与人的腹腔、胸腔和颅腔的固有振动频率一致时，就会与内脏、大脑等产生共振，甚至危及性命。
次声波这些神奇的功能：无声无息地传播，波长不易衰减，且易与自然界的次声波混在一起，难以被人察觉等特点，早就引起军事专家的高度注意。一些国家正在是利用次声波的性质进行次声波武器的研制。初步选定利用次声波进行作战的方向是次声波发生器和次声波炸弹