㈠ 超声波测距仪的国内外研究现状
国内从五十年代起对超声波测距进行了较多的研究，并取得了可喜的成果。近年来由于电子技术的飞速发展，特别是单片机技术的应用，使得原来非常复杂的超声物位测量仪的设计有了大幅简化的可能，如采用zilog公司的z86E08单片机控制的超声波测距数显装置，以8098单片机为核心的智能物位测量仪等，从而使得超声物位测量仪的应用得到更多的普及。
㈡ 设计并制作一个基于超声测距的装置，包括一个可以在2×2米正方形范围内任意放置的超声定位测距仪及一个可
你是山轻工的吧？参加电子设计大赛？既然决定参加~还是靠自己的力量完成吧~
㈢ 超声波测距仪论文
想要更好的文章就先把悬赏分设高点嘛~~~
不然哪有像我这样的好心人呢。。。
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—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 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 http://www.cqvip.com
时间。
2 超声测距系统的总体方案
发射电压从理论上说是越高越好，因为对同一只发射传
感器而言，电压越高，发射的超声功率就越大，这样能够在
接收传感器上接收的回波功率就比较大，对于接收电路的设
计就相对简单一些。但是，每一只实际的发射传感器有其工
作电压的极限值，即当工作电压超过了这个极限值之后，会
对传感器的内部电路造成不可恢复的损害。
发射部分的点脉冲电压很高，但是由障碍物回波引起的
压电晶片产生的射频电压不过几十毫伏，要对这样小的信号
进行处理就必须放大到一定的幅度。最终达到对回波进行放
大检测，产生一个单片机能够识别的中断信号作为回波到达
的标志。
图一超声测距硬件结构图
3 超声测距系统的硬件
3．1发射电路
(1)发射波形
发射部分用单片机控制产生40KIlz的方波，然后加以驱
动。
如图二所示波形是PWM波形经过三极管放大后发生轻微
变化，之后送至发射传感器发射的信号波形， 理论上说该信
号是稳定无变化的。为使传感器充分震荡，发射脉宽不可以
过小，一般来说我们选择40KIlz的方波信号，但是实际情况
是我们可以得到频率为39KIIz到40KHz之间的信号。
， ， r ，
图二三极管放大后的信号波形
(2)发射电压
传感器发射电压大小主要取决于发射信号损失及接收机
6Q
的灵敏度，综合各种损耗的因素，包括往返传播损失、声波
传输损失、声波反射损失、环境噪声损失等。在发射端电源
处极其容易产生干扰，可以选择适当大d,fl-'J电容进行滤波。
设计的发射电路如图三所示。
图三超声波发射电路
3．2接收放大部分
接收放大单元的作用是对有用的信号进行放大，并抑制
其它的噪声和干扰，从而达到最大信噪比，以利检测单元的
正确检测。超声波回波经超声波接收传感器，电容隔直滤波，
一级放大，二级放火后，在解码器的输出端有信号时将得到
低电平进入单片机以产生巾断用于计时。
图四接收放大电路
在传感器接收到的信号中，除了障碍物反射的回波外，
总混有杂波和干扰脉冲等环境噪声。环境噪声主要集中在低
频段，远离回波信号频率。因此系统的总噪声系数主要有接
收机的内部噪声决定，其功率谱宽度远大于接收机的通频
带。而且内部会产生一个与有用信号频率基本相同，只有幅
值不同的信号，可以使用一些特殊的电路将其隔离。
3．3检测单元
接收信号放大到2V左右时，就可以进行信号检测。信号
检测的目的是确定接收信号的到达时间，这是整个电路中一
个关键的地方。因为它不仅决定系统的测量精度，还关系到
整个系统是否能正常工作。
检测电路设计的要求是保证每次接收信号都能被准确的
鉴别出来转换成数字脉冲去触发单片机的外巾断引脚。通常
采用某一固定电平或滑动门限电平作为比较电平。以零电平
维普资讯 http://www.cqvip.com
作为比较电平是行不通的，因为放大后的信号中含有一定幅 接收信号显示的设计。在系统软件中，要完成接收控制信号、
值的噪声，这样一来，即使没有接收信号，也会造成比较器 发射脉冲信号、峰值采集信号的时序及输出以及信号处理后
反复触发，从而无法判断那个信号是真正的接收信号。若采 的显示等。 超
士
用某一高于一般噪声峰值的固定电平，这样做可以削除一般 (2)数据存储 ‘卢波
噪声的影响，而且比较电平固定，可以实现对电路信号的准 为了得到发射信号与接收回波间的时间差，要读出此刻 测
确检测。 计数器的计数值，然后存储在RAM中，而且每次发射周期的 距
系
3．4显示单元 开始，需要对计数器清零，以备后续处理。 统
显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛 (3)信号处理
的，几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅在于显 RAM中存储的计数值并不能作为距离值直接显示输出，
示器的结构类型不同而已。最简单的显示器可以使用LED发 因为计数值与实际的距离值之间转换公式为：
光二极管，给出一个简单的开关量信息，而复杂的较完整的 s=O．5×V×T=O．5×V×(Tr×N)
显示器应该是CRT监视器或者屏幕较大的LCD液晶屏。 其中，T为发射信号到接收之间经历的时间，Tr为方波
3．5声速校正 信号作为计数脉冲时计数器的时间分辨率，N为计数器的值。
要想通过测量超声波传播时间确定距离，声速C必须恒 在这个部分中，信号处理包括计数值与距离值换算，二进制
定，实际上声速随介质、温度、压力等变化而变化。一般情 与十进制转换。
况下，由于大气压力变化很小，因此传播速度主要考虑温度 (4)数据传输与显示
的影响。对一定介质，通常采用对温度进行修正的方法，可 经软件处理得到的距离送到四位LED显示。
以测得比较准确的距离。通过对温度修正来校正声速的方 由于距离值的得出及显示是在中断子程序中完成的，因
法，即用测温元件测量实际环境，根据声速与温度的关系计 此在初始化发射程序后进人中断响应的等待。在中断响应之
算出测量时实际环境中的声速，再根据测距公式得到距离。 后，原始数据经计数值与距离值换算子程序，二进制与十进
空气中声速C与温度T的关系在常温下可由下面近似公式(2) 制转换子程序后显示输出。
表示： 整个系统软件功能的实现可以分为主程序、子程序、中
c=(331．4+o．607T)m／s (2) 断服务程序几个主要部分。
3．6干扰问题及其解决方法 ．
这里的干扰主要外界高频噪声及电源等对信号产生的干 参考文献
扰，由于这类干扰信号尤其是电源干扰信号和有用信号极其 【1】超声波探伤编写组编著．超声波探伤【MJ．北京：电
相似，因此在这段时间里不容易检测出回波信号。 力工业出版社，1980．
针对高频噪声和电源干扰，可以通过选择合适的元器 【2】王纯正．超声学【M】．北京：人民卫生出版社，1993．
件，加之滤波电路就可以消除干扰，对接收部分的信号放大 【3】中国无损检测学会编译．超声波探伤【M】．北京：机
处理也可以采用隔离抗干扰技术。这样的处理可以很好的消 械工业出版社，1987．
除干扰。 【4】同济大学声学研究室．超声工业测量技术【M】．上海：
4 系统软件 上海人民出版社，1977．
在系统硬件构架了超声测距的基本功能之后，系统软件
所实现的功能主要是针对系统功能的实现及数据的处理和应 作者简介
用。根据以l 所述系统硬件设计和所完成功能，系统软件需 史晓华(1985-)，男，天津工业大学计算机与自动化学
要实现以下功能： 院04级本科，电气工程及其自动化专业；
(1)信号控制 ’ 杜新培(1986一)，男，天津工业大学计算机与自动化学
在系统硬件中， 己经完成了发射电路、回波接收电路、 院O4级研究生。
R1
㈣ 超声波测距仪课程设计引言怎么写
超声波是由机械振动产生的,可在不同介质中以不同的速度传播。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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声测距是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，如电磁的或光学的方法，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此在液位测量、机械手控制、车辆自动导航、物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其它方法为高;而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。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。
超声波测距的方法有多种，如相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。相位检测法虽然精度高，但检测范围有限;
声波幅值检测法易受反射波的影响。本仪器采用超声波渡越时间检测法。其原理为:
检测从超声波发射器发出的超声波，经气体介质的传播到接收器的时间，即渡越时间。渡越时间与气体中的声速相乘，就是声波传输的距离。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时单片机开始计时，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。
㈤ 毕业设计--超声波测距仪
相关资料，请参考
超声波测距仪设计及其应用分析
[摘要] 本文利用超声波传输中距离与时间的关系，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距仪，对不同距离进行了测试，并进行了详尽的误差分析。
[关键词] 超声波测距 单片机 温度传感器
随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测试，并可以进行详尽的误差分析。
一、设计原理
超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，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中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C
式中 L——要测的距离
T——发射波和反射波之间的时间间隔
C——超声波在空气中的声速，常温下取为340m/s
声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。
二、超声波测距仪设计目标
测量距离: 5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。
三、数据测量和分析
1.数据测量与分析
由于实际测量工作的局限性，最后在测量中选取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六个距离进行测量，每个距离连续测量七次，得出测量数据(温度:29℃),如表所示。从表中的数据可以看出，测量值一般都比实际值要大几厘米，但对于连续测量的准确性还是比较高的。
对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据，最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。从表中的数据来看，虽然对超声波进行了温度补偿，但在比较近的距离的测量中其相对误差也比较大。特别是对30cm和50cm的距离测量上，相对误差分别达到了5%和4.8%。但从全部测量结果看，本设计的绝对误差都比较小，也比较稳定。本设计盲区在22.6cm左右，基本满足设计要求。
2.误差分析
测距误差主要来源于以下几个方面：
(1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度，这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系，所以实际测量时，不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋，实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。
四、应用分析
采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。
超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。
总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。
五、结论
本设计的测量距离符合市场要求，测量的盲区也控制在23cm以内。针对市场需求，本设计还可以加大发射功率，让测量的距离更加的远。在显示方面，也可以对程序做适当改动，使开始发射超声波时LED显示出温度值，到超声波回波接收到以后通过计算得出距离值时，LED自动切换显示距离值，这样在视觉效果上得到更加直观的了解。
参考文献:
[1]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京：北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[2]金篆芷王明时:现代传感器技术[M].电子工业出版社.1995.331—335
[3]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[4]路锦正王建勤杨绍国赵珂赵太飞:超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002
㈥ 超声波测距仪的设计,有几种设计方法
有无数种方法。
㈦ 设计并制作一台超声波距离测量仪
（1）测量距离2cm~5m是很困难的。一般来说，5m的距离，盲区在20cm左右。
2，角度可以满足要求。3、精度2mm很困难，超声波能做到量程的0.5%的精度就很好了。后面两个，都是电路方面的设计，就没有什么号说的了。
㈧ 超声波测距仪的设计
采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。
超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。
总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。
希望能帮到你!
祝你快乐!!
㈨ 超声波测距系统的设计 盼望各位帮忙！！！
这是个技术性很强的东西，恐怕只给这点分不行吧，本人是从事这方面和单片机控制技术开发的，深知做这方面技术的辛苦和不易，所以你觉得会那么容易吗？
㈩ 超声波测距仪的毕业设计：开题报告和文献综述
2008-09-26 09:22 <DIR> 参考文献
2008-09-26 09:22 <DIR> 翻译与原文
2008-09-26 09:23 96,768 开题报告.doc
2008-09-26 09:23 24,064 实习报告.doc
2008-09-26 09:23 91,136 实习日记.doc
2008-09-26 09:23 136,192 文献综述.doc
2008-09-26 09:23 523,776 毕业论文.doc【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