【正文】 20106A的典型應(yīng)用電路圖7各引腳介紹：1 腳：為紅外信號輸入端。由TC4069驅(qū)動超聲波換能器。由于本設(shè)計本生是為了做出汽車倒車防撞報警器的實(shí)體，并著重闡述汽車倒車防撞報警器的原理，因此，相當(dāng)于倒車檔的鍵盤電路不再做詳細(xì)的敘述。發(fā)射部分超聲波探頭的選用TCT4016TR1，相應(yīng)的信號處理元件選用TC40674LS138。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的Flash可編程、可擦除只讀存儲器(E~PROM)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求以及總體設(shè)計思路對所選擇的單片機(jī)要求進(jìn)行進(jìn)一步的概括。至70161。（25%）60161。一旦達(dá)到居里溫度點(diǎn)(),就完全喪失壓電性能。（3）指向角指向角是超聲波傳感器方向性的一個參數(shù)，指向角越小，方向性越強(qiáng)。當(dāng)施加于它兩端的交變電壓頻率等于晶片的中心頻率時，輸出能量最大，傳感器的靈敏度最高。將（2—2）、（2—3）代入（21）中得： (24)]cos[21HarctgvtH=L1其中,超聲波的傳播速度v在一定的溫度下是一個常數(shù)(例如在溫度T=20度時,V=344m/s)；當(dāng)需要測量的距離H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L時,則(2—4)變?yōu)? (25) vtH2=所以,只要需要測量出超聲波傳播的時間t,就可以得出測量的距離H。這就是超聲波測距儀的基本原理。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關(guān)。但是，超聲學(xué)仍是一門年輕的學(xué)科，其中存在著許多尚待深入研究的問題，對許多超聲波應(yīng)用的機(jī)理還未徹底了解，況且實(shí)踐還在不斷地向超聲學(xué)提出各種新的課題，而這些問題的不斷提出和解決，都已表明了超聲學(xué)是在不斷地向前發(fā)展著。與之有關(guān)的一門新分支學(xué)科──量子聲學(xué)也正在形成。20世紀(jì)40年代起，人們在研究媒質(zhì)中超聲波的聲速和聲衰減隨頻率變化的關(guān)系時，就陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了它們與各種分子弛豫過程（如分子的內(nèi)、外自由度之間能量轉(zhuǎn)換的熱弛豫，分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的結(jié)構(gòu)弛豫等過程）及微觀諧振過程（如鐵磁、順磁、核磁共振等）之間的關(guān)系，通過物質(zhì)對超聲的吸收規(guī)律可探索物質(zhì)的特性和結(jié)構(gòu)，這些方面的研究構(gòu)成了分子聲學(xué)這一聲學(xué)分支。(3) 在基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用超聲學(xué)是研究超聲的科學(xué)，它是聲學(xué)的一個重要分支。超聲波的機(jī)械作用可軟化組織，增強(qiáng)滲透，提高代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，刺激神經(jīng)系統(tǒng)和細(xì)胞功能，因此具有超聲波獨(dú)特的治療意義。超聲波清洗具有清洗效果好、清洗速度快、清潔度高，不須人手接觸清洗液，安全可靠，對工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工等諸多優(yōu)點(diǎn)。超聲波焊接主要分超聲波塑料焊接和超聲波金屬焊接，超聲波塑料焊接具有焊接速度快，焊接強(qiáng)度高、密封性好的優(yōu)點(diǎn)；而超聲波金屬焊接的優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工。超聲成像技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療檢查方面獲得非常廣泛的應(yīng)用，在微電子器件制造業(yè)中用來對LSI進(jìn)行檢測，在材料科學(xué)中用于顯示合金中晶粒間界和不同組分的區(qū)域等信息。超聲測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射到接收的時間長短計算出障礙物到發(fā)射點(diǎn)的距離長短。由于超聲波在物理化學(xué)方面的獨(dú)特特性，所以超聲波在許多方面都有廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)生和檢測超聲波的頻率，也由幾十千赫上升到上千兆赫。40年代末期超聲波治療在歐美興起，直到1949年召開的首屆國際醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會議上，才第一次出現(xiàn)了超聲治療方面的學(xué)術(shù)交流，為超聲治療學(xué)的發(fā)展奠定了較為系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，由于電子學(xué)的發(fā)展，人們可以應(yīng)用一些材料的“壓電效應(yīng)”和“磁致伸縮效應(yīng)”制造各種“機(jī)電換能器”。真正超聲波的研究和發(fā)展，與媒質(zhì)中超聲波的產(chǎn)生和接收的研究密切相關(guān)。斯帕拉捷的實(shí)驗(yàn)，揭開了蝙蝠飛行的秘密。他常?？吹剑芏囹痨`活的在空中飛來飛去，卻從不會撞到墻壁上。超聲波傳感器的選擇決定了測距儀的分辨率。整個系統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接收、51單片機(jī)控制系統(tǒng)、距離顯示等設(shè)備組成。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。這以后，就能夠松開剎車、方向盤，保持合理的速度。倘若駕駛員暫停倒車，導(dǎo)航系統(tǒng)也可以重新計算出新的最佳停車角度與路線。奔馳車廠已經(jīng)在使用雷達(dá)探測技術(shù)來輔助駕駛員更快捷更安全地停車入庫。在倒車?yán)走_(dá)等輔助倒車研究領(lǐng)域，美國、英國、德國等發(fā)達(dá)國家的此項技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國家。從外觀上來看，它比第五代倒車?yán)走_(dá)更為精致典雅；從功能上來看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看DVD影像，但相應(yīng)的成本也更高。魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)可以把后視鏡、倒車?yán)走_(dá)、免提電話、溫度顯示和車內(nèi)空氣污染顯示等多項功能整合在一起，并設(shè)計了語音功能。此類倒車?yán)走_(dá)不用掛倒車檔，只要發(fā)動汽車，顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。顯示車后障礙物和車體之間距離的方式有兩種：一種是數(shù)字顯示方式，通過LED顯示車體與障礙物間的距離；另一種是用顏色來區(qū)別：綠色代表安全距離，黃色代表警告距離，紅色代表危險距離。倒車時在車后一定距離內(nèi)有障礙物，蜂鳴器就會開始工作，蜂鳴聲音越急，表示車輛離障礙物越近。從某種意義上說，這對司機(jī)并沒有直接的幫助，不是真正的倒車?yán)走_(dá)，只是在提示路人小心。歷經(jīng)十多年的探索發(fā)展，共計有六代的技術(shù)改良發(fā)生，根據(jù)其“性能價格”和“結(jié)構(gòu)外觀”，這幾代產(chǎn)品分別有以下特點(diǎn)——第一代：倒車時通過喇叭提醒。而通過研究汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，可以達(dá)到很高的采集速率和精度。毋庸置疑，未來的超聲波測距儀將于自動化智能化接軌，與其他的測距儀集成和融合，形成多測距儀。該設(shè)計的電路設(shè)計合理簡單、工作穩(wěn)定、性能良好、檢測速度快、計算簡單、易于做到實(shí)時控制，并且在測量誤差方面能夠達(dá)到簡單工業(yè)實(shí)用的要求。3．主要參考文獻(xiàn)[1] 張永瑞. 電子測量技術(shù)基礎(chǔ)[M ]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 1994.[2] 汪德彪. 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ARMamp。主要任務(wù)：提高超聲波測距精度，減小測量盲區(qū)和擴(kuò)大應(yīng)用范圍?，F(xiàn)階段聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。特此申明。本設(shè)計（論文）和資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。展望未來，超聲波測距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。在新的世紀(jì)里，面貌一新的測距儀將發(fā)揮更大的作用。2）進(jìn)行器件選擇，電路設(shè)計與制作工作并進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào).內(nèi)容：了解超聲波測距儀的原理；根據(jù)超聲波測距儀原理設(shè)計出超聲波測距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路；對設(shè)計的電路進(jìn)行分析能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送和接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法實(shí)現(xiàn)測距；編寫主程序和中斷服務(wù)程序；以數(shù)字的形式顯示測量距離；總體分析設(shè)計方案。本設(shè)計由AT89C2051單片機(jī)控制時間計數(shù)，計算超聲波自發(fā)射至接收的往返時間，利用超聲波在空氣中的傳輸速度，從而得到實(shí)測距離。對未來做合理預(yù)測，超聲波測距儀將成為一種嶄新的極其實(shí)用的測距儀器，在很多領(lǐng)域都將有很大的發(fā)展空間，更加高定位高精度將成為其方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需要，如倒車?yán)走_(dá)，工地及工業(yè)現(xiàn)場，聲納探測等方面都有其廣泛的應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)，軍事，文化方面都有重要的應(yīng)用價值。隨著社會飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車愈來愈成為人們不可缺少的最常用的交通工具，交通安全問題變的日益嚴(yán)重。我國倒車?yán)走_(dá)從2000年開始起步，從最初只是法拉利、保時捷等高檔車的專屬配置，到今天成為許多經(jīng)濟(jì)型轎車的常用配置。只要司機(jī)掛上倒車檔，喇叭就會響起，提醒周圍的人注意。在倒車時，蜂鳴器發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的響聲，這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開始。這代產(chǎn)品比第二代進(jìn)步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。這一代的倒車?yán)走_(dá)有一個質(zhì)的飛躍，可以看清車體與障礙物之間的實(shí)際距離和其圖像效果。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測知2米以內(nèi)的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。這一代倒車?yán)走_(dá)是專門為高檔轎車生產(chǎn)的。一些核心元器件，國內(nèi)相同產(chǎn)品達(dá)不到國外水平或者無法生產(chǎn)。汽車工業(yè)的快速發(fā)展對輔助倒車領(lǐng)域產(chǎn)生立極大影響，很多國家已經(jīng)出現(xiàn)了停車入位導(dǎo)航設(shè)備?？v觀完整停車過程，駕駛者換到倒檔后，導(dǎo)航裝置會從頭到尾地監(jiān)測汽車的角度和位置。這時，駕駛員只需要確認(rèn)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的停車位置。并且現(xiàn)在某些高檔車上已經(jīng)開始逐步安裝使用這款裝置。利用超聲波測距原理，測量汽車倒車時的安全距離，當(dāng)車輛與后方車輛的距離小于安全距離時，發(fā)出聲光報警，并顯示車輛與后方車輛的距離，提醒駕駛員及時采取減速、制動等措施，從而達(dá)到避免車輛與后方車輛的碰撞等事故。本設(shè)計采用第一種方法。意大利科學(xué)家斯帕拉捷習(xí)慣晚飯后到附近的街道上散步。只有當(dāng)耳朵被堵住時，蝙蝠就不能分辨障礙物。當(dāng)然，以上的故事是個美麗的楔子。此后又出現(xiàn)了各種形式的汽笛和夜哨等機(jī)械型超聲波換能器。人類直到第一次世界大戰(zhàn)才學(xué)會利用超聲波，這就是利用“聲納”的原理來探測水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。材料科學(xué)的發(fā)展，使得應(yīng)用頻率非常高的壓電換能器也由最初的天然壓電晶體發(fā)展到價格低廉、性能優(yōu)越、機(jī)電耦合系數(shù)高的塑料壓電薄膜(PVDF)、壓電陶瓷、壓電半導(dǎo)體以及人工壓電單晶等。如今，超聲波已廣泛應(yīng)用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波測厚，是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時長來確定被測材料的厚度。上面所描述的裝置叫做超聲顯微鏡。 超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。超聲波治療時將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。超聲波治療以療效獨(dú)特，長期治