【正文】 測量厚度、液面高度、流量、粘度和硬度等，還可以對材料的焊縫、粘接等進行檢查。 3 超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。 4 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強烈的沖擊和空化現(xiàn)象。產(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲 發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性──超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，該特性就越顯著。超聲波是指振動頻率大于 20200Hz 以上的，其每秒的振動次數(shù)（頻率）甚高，超出了人耳聽覺的一般上限（ 20200Hz），人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。 位處理在開關(guān)決策、邏輯電路仿真、過程測控等方面極為有效；而 8 位處理則在數(shù)據(jù)采集和處理等方面具有明顯長處。而以單片機為核心的測距儀器可以實現(xiàn)預(yù)置、多端口檢測、顯示、報警等多種功能，并且成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定、可靠。超聲測量另一個突出優(yōu)點是 :環(huán)境介質(zhì)可以為空氣、液體或固體，適用范圍廣泛。最后，超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、費用低，信息處理簡單可靠，易于小型化和集成化。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。 為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器。 由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如超聲波測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。超聲波由于指向性強、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而經(jīng)常用于距離的測量。 隨著機器人技術(shù)在其誕生后短短幾十年中的迅猛發(fā)展 ,它的應(yīng)用范圍也逐步由工業(yè)生產(chǎn)走向人們的生活。 超聲波是指頻率在 20kHz 以上的聲波，它屬于機械波的范疇。s overall concept, final adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant parts have the hardware schematics and process flow has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications. Keywords:AT89C51。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖，給出了系統(tǒng)構(gòu)成、電路原理及程序設(shè)計。 并且在數(shù)據(jù)處理中采用了溫度補償?shù)恼{(diào)整，用四位 LED 數(shù)碼管切換顯示距離和溫度。 I 摘 要 在空氣介質(zhì)中，超聲測距傳感器因其性能好，價格低廉、使用方便，在現(xiàn)場機器人定位系統(tǒng)、車輛自動導(dǎo)航、車輛安全行駛輔助系統(tǒng)、城市交通管理和高速公路管理監(jiān)測系統(tǒng)，以及河道、油井和倉庫及料位的探測中都有應(yīng)用。 本設(shè)計介紹了 基于 單片機控制的超聲測距 儀的原理 ： 由 AT89C51 控 制定時器產(chǎn)生超聲波脈沖并計時，計算超聲波自發(fā)射至接收的往返時間，從而得到實測距離。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊。 關(guān)鍵詞： AT89C51； 超聲波 ； 測距 ； 電路 II Abstract The features of the good performance,low cost， easy use are inearnated in the ultrasonic distance measurement ultrasonic distance measurement sensor is usually used at thescene robot positioning system， automatic vehicle navigation， the safety of vehicles traveling support system， the uran traffic management and the highway management monitoring system，as well as the detect in rivers， oil wells， storages and ultrasonic wave transmssion is not easy todisturb， its energy consumption is slowly and it can be transmitted distantly in the medium， so it isfrequently used in ultrasonic distance example， the range finder and the materiallevel finder can be aehieved by ultrasonic ， the indepth study of the generationand transmission law of ultrasonic and the development of highperformance ultrasonic sensor andtransmit and receive circuits is of great practical significance in the development of ultrasonicdetection technology. The design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMCcontrolled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive roundtrip,thus obtains the measured the temperature pensation adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or temperature by switching. The entire hardware circuit is posed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance measurement instrument. Based on this has designed system39。 circuit III 目 錄 摘 要 ...................................................I Abstract ..................................................II 1 緒論 .....................................................1 課題研究的背景 ........................................1 課題的提出及研究意義 ..................................2 課題的提出 .......................................2 課題的研究意義 ...................................2 2 超聲波的介紹及超聲波測距的原理 ..............................3 超聲波的介紹 .........................................3 什么是超聲波 .....................................3 ................................3 .....................................4 超聲波測距的原理及誤差分析 .............................5 超聲波測距的原理 .................................5 超聲波測距誤差分析 ...............................5 單片機實現(xiàn)測距的原理 ..................................6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..............................................7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 .........................................7 AT89C51 單片機簡介 ....................................8 AT89C51 單片機的功能 ..............................8 AT89C51 單片機主要特性 ............................9 IV AT89C51 管腳說明 ..................................9 DS18B20 溫度傳感器簡介 ................................11 T R40超聲波傳感器簡介 .............................12 超聲波傳感器的基本介紹 ...........................12 超聲波傳感器的主要應(yīng)用 ...........................12 超聲波傳感器的工作原理 ...........................13 LM7805 端穩(wěn)壓集成電路 .................................14 LM7805 介紹 .....................................14 LM7805 的特點 ...................................14 LM7805 的實際應(yīng)用 ................................14 LM567 鎖相環(huán) .........................................15 LM567 的概述 ....................................15 LM567 的功能敘述 .................................15 LM567 主要參數(shù) ..................................15 超聲波發(fā)射器電路 .....................................16 超聲波檢測接受電路 ...................................17 顯示電路 ............................................18 LM7805 電平轉(zhuǎn)換電路 ..................................19 AT89C51 復(fù)位電路 ....................................20 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .............................................21 主程序流程 ..........................................21 子程序設(shè)計 ..........................................23 V