【正文】 工作原理，因?yàn)槌暡ㄔ诠腆w、液體和氣體中的傳播速度不同，其速度受介質(zhì)溫度、壓力等因素的影響。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路組成超聲波測(cè)距模塊，模塊的輸出輸入端與單片機(jī)相連接，單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連接。圖6 AT89S52單片機(jī)管腳圖AT89S52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。HCSR04超聲波測(cè)距模塊可提供2cm4m的非接觸式距離感測(cè)功能，包括超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。探頭模塊如圖7所示：圖7探頭模塊 顯示電路的選擇與設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制；各位的公共陰極位選線由另外的I/O口線控制。表1 共陰極數(shù)碼顯示管字型代碼字型共陰極代碼字型共陰極代碼03FH56DH106H67DH25BH707H34FH87FH466H96FH動(dòng)態(tài)顯示電路由顯示塊、字形碼驅(qū)動(dòng)模塊、字位驅(qū)動(dòng)模塊三部分組成。關(guān)于單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。 外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取。 程序include //包括一個(gè)52標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件define uchar unsigned char //定義一下方便使用define uint unsigned intdefine ulong unsigned longdefine disdata P2define discan P1//***********************************************//***********************************************sbit Trig = P3^1。 //測(cè)量成功標(biāo)志//********函數(shù)聲明void conversion(uint temp_data)。 flag=0。 //打開(kāi)定時(shí)器1中斷 EX0=0。 //清測(cè)量成功標(biāo)志 EX0=1。 //關(guān)閉定時(shí)器1 EX0=0。 //將測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū) i++。 } i=0。 P1=0xfb。P1=0xfe。TL1=0。 temp_data=temp_data%10。 ge = ge_data 。i100。首先測(cè)試發(fā)射電路對(duì)信號(hào)放大的倍數(shù)，先用信號(hào)源給發(fā)射電路輸入端一個(gè)40kHz的方波信號(hào)。在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中，影響測(cè)量精度的因素很多，包括現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾、時(shí)基脈沖頻率等；但環(huán)境溫度對(duì)聲速的影響最大。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。3cm內(nèi)。 本設(shè)計(jì)從選題的確定、說(shuō)明書(shū)的寫(xiě)作、修改到最后定稿得到了我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)。在這里向熱情幫助我的老師、同學(xué)和朋友表示誠(chéng)摯的謝意！。這些對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大幫助的。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有測(cè)量精度較高、速度快、控制簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離。研究表明，聲波的傳播速度與溫度是成正比的，在近地層中，當(dāng)氣溫隨高度增加而降低時(shí)，聲音的傳播速度隨高度增加而減小，聲波的射線就會(huì)向上彎曲（俗稱聲音起飛了)；反之，當(dāng)氣溫隨高度增加而升高，聲波的傳播速度就會(huì)隨高度增加而增加，聲波射線呈向下彎曲狀，給人的聽(tīng)覺(jué)就是‘聲音在下沉’。因此我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)的時(shí)候一定要多看程序，反復(fù)研究。 } void delayms() { uint i,j 。 bai = bai_data。 temp_data=temp_data%100。break。break。 //寫(xiě)入定時(shí)器0初始值 TL0=0x30。 b=a。 //沒(méi)有回波則清零 test = !test。 while(TH145)。 //產(chǎn)生一個(gè)20us的脈沖，在Trig引腳 while(Echo==0)。 //由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷 ET0=1。 uchar CONT_1。 //測(cè)距接收緩沖區(qū)uchar ge,shi,bai,temp,flag,outeH,outeL,i。，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過(guò)程。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件分為兩部分，主程序和中斷服務(wù)程序，如圖11所示。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時(shí)間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時(shí)間以及復(fù)位的可靠性等因素，必須有足夠的余量。電源供電電壓為5V，當(dāng)上拉電阻選用220Ω電阻時(shí)灌電流為22mA。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。所以采用動(dòng)態(tài)顯示。一有輸出就可以開(kāi)定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值，此時(shí)就為此次測(cè)距的時(shí)間，方可算出距離。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。其中數(shù)字89是單片機(jī)AT89S52的特性，C表示CMOS工藝。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離，并由單片機(jī)控制顯示出來(lái)。常用的超聲波傳感器有T/R4060，T/R4012，HCSR04等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40表示頻率為40kHZ）。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。超聲波在空氣中的傳播速度為v，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=vt/2 這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。超聲波在異種介質(zhì)的界面上會(huì)產(chǎn)生反射、疊加等現(xiàn)象。其傳播方向如圖2所示： 圖1 縱波 圖2 橫波 表面波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方式介于縱波和橫波之間沿著固體表面?zhèn)鞑サ牟?，其振幅大小隨著傳播深度的增加而迅速衰減。2超聲波測(cè)距系統(tǒng)人耳能聽(tīng)到的聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ20KHZ范圍內(nèi)，超過(guò)20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。10石油化工行業(yè)：金屬濾網(wǎng)的清洗疏通、化工容器和交換器的清洗等等。 2表面處理行業(yè)：電鍍前的除油除銹；離子鍍前清洗；磷化處理；清除積炭，氧化皮，拋光膏，金屬工件表面活化處理等等。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。展望未來(lái)，超聲波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(huì)需求。未來(lái)的超聲波測(cè)距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展，死角問(wèn)題也能得以解決。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。摘要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。由于超聲波指向性強(qiáng),因而常于距離的測(cè)量。展望未來(lái)，超聲波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(huì)需求。超聲波測(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)、機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)例如：液位、井深和管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合等，目前對(duì)超聲波高精度測(cè)距系統(tǒng)的需求越來(lái)越大。因此，把頻率高于20K赫茲的聲波稱為“超聲波”。應(yīng)用領(lǐng)域如下：1機(jī)械行業(yè)：防銹油脂的去除；量具刃具的清洗；機(jī)械零部件的除油除銹發(fā)動(dòng)機(jī)、化油器及汽車(chē)零件的清洗，過(guò)濾器及濾網(wǎng)的疏通清洗等等。9鐘表首飾：清除油泥、灰塵、氧化層和拋光膏等。超聲封孔：排除間隙氣體，提高