【導讀】隨著社會經濟的發(fā)展和交通運輸業(yè)的不斷興旺，汽車的數量在不斷的增加。顯得非常的重要。超聲波測距法是一種最常見的距離測量方法。本文介紹的就是利用。超聲波測距法設計一種倒車防撞報警系統(tǒng)。力傳感器;在軟件方面，采用了功能模塊化，為以后的升級或者擴展做準備。要求的情況下有效的提高了器件壽命。為了降低整個系統(tǒng)的成本，在滿足性能要求的。“延時接收”的方法,進行了測試試驗。研究表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在一。的測量范圍內誤差小于1cm，實現了預期要求。

　　

【正文】 元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據測量范圍要求不同，可適當調整與接收換能器并接的濾波電容 C4的大小 ，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。 超聲波測距儀的制作和調試都比較簡單，其中超聲波發(fā)射和接收采用 Φ15 的超聲波換能器 TCT4010F1（ T發(fā)射）和 TCT4010S1（ R接收），中心頻率為 40kHz，安裝時應保持兩換能器中心軸線平行并相距 4～ 8cm，其余元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據測量范圍要求不同，可適當調整與接收換能器并接的濾波電容 C4的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 誤差分析 19 4誤差分析 超聲波回波聲強的影響 回波的聲強與障礙物距離的遠近有直接關系 , 實際測量時 , 不一定是第一個回波的過零點觸發(fā) , 其原理如圖 41 所示。這種誤差不能從根本上消除 , 但是可以通過根據障礙物的距離調整脈沖群的脈沖個數以及動態(tài)調整比較電壓來減小這種誤差。另一方面將求距離公式 2/CTD? 后加一個補償系數來補償計時誤差 , aCTD ?? 2/ (a 與距離、脈沖個數相關 ) 。 圖 41 脈沖個數與回波聲強對計時影響示意圖 超聲波波束入射角的影響 如果系統(tǒng)是用來測量面與點的距離 , 則被測物、換能器及換能器所在測量參考平面三者之間存在一個幾何角度 , 即反射波入射到換能器的角度 , 當這角度不是 90176。時 , 系統(tǒng)測量到的距離是障礙物與換能器之間的距離而不是和量參考平面之間的距離 , 這就會造成測量誤差 , 如圖 42所示。 圖 42 超聲波回波入射角影響分析圖 測量距離x 測 量 距 離 y2 測量距離y1 換能器 a 換能器 b 入射角 φ z1 z2 換能器間距 z 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 誤差分析 20 當障礙物的距離較小時 , 這個誤差就會成為近距離時的主要誤差來源?？梢杂枚鄠€換能器同時測量 , 利用幾何關系來計算得出實際距離 , 消除這種誤差。 )(21 21 zyys ??? ????????????? 2/2??x ?????????????? 式中 1y 換能器 a 、 b 到被測物的距離 2y 換能器 a、 b 之間的距離 x 被測物到測量的距離 超聲波傳播速度的影響 穩(wěn)定準確的聲波傳播速度是保證測量精度的必要條件 , 傳播介質的溫度、壓力及密度對聲速都產生直接影響。對于在大氣中傳播的聲波而言 , 引起聲速變化的主要原因是溫度的變化。采用聲速預置和傳播介質溫度測量結合的方法對聲速進行修正 , 可有效地降低溫度變化產生的誤差。在對距離的精確度要求不高的應用中可以不進行溫度補償 , 選擇室溫 20℃左右時的聲速 340m/s作為固定參數 , 當溫度在 10～ 40 ℃之間變化時聲速誤差在177。 5% 之間。如果在室外測量 , 對于季節(jié)溫差大的地區(qū) , 還可以采用預置該地區(qū) 12 個月的統(tǒng)計溫度 , 用以對溫度進行補償 , 既可提高精度 , 又不增加成本。 影響測量誤差的因素 8 很多 , 包括現場環(huán)境干擾、時基脈沖頻率等。在實際應用中可以根據系統(tǒng)測量精度要求 , 采用合理的補償手段。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 總結 21 總結 超聲波測量距離是一種有效的非接觸式測距方法，可廣泛應用于各種需要測量距離或物位參數的場合。特別是其具有高精度、無損、非接觸等優(yōu)點，超聲波的應用變得越來越普及。隨著科學技術的不斷發(fā)展超聲波測距技術本身也在不斷的完善和發(fā)展。 論文詳細研究了超聲波測距原理 ,超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。此次設計采用反射波方式。 整個課題側重于近距高精度超聲波測距系統(tǒng)的研究，通過相關資料和文獻的查找后，設計了系統(tǒng)方案，并完成了系統(tǒng)的硬件電路設計和軟硬件調試。通過實驗測試表明，整個系統(tǒng)在距離 ~ 誤差 1cm 的測量精度，滿足了設計要求。 當然，該系統(tǒng)也存在著不足和需要改進之處，比如進一步提高系統(tǒng)硬件電路的整體性能以及抗干擾能力。隨著發(fā)展，未來的設計可能會采用更好的測時方法來提高超聲波測距系統(tǒng)的精度，本系統(tǒng)采用的 AT89C52 單片機設計的超聲波測距系統(tǒng)有一定意義。 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 致謝 22 致 謝 本論文工作是在鄧文娟老師的悉心指導下完成的。鄧老師淵博的知識、深遠的學術前瞻性、嚴謹求實的治學作風、精益求精的工作態(tài)度、寬厚洞達的處世風格，都給我留下了 終身難忘的印象。常常親聆溫老師的教誨，不僅使我增長了學問和見識，而且領會了為人處事的道理。 本論文工作是在鄧文娟老師的悉心指導下完成的。半年來，鄧老師在生活上無微不至的關懷，學習上全心全力的教誨令我銘感肺腑、終生難忘。她豐富的專業(yè)知識和非常淵博的技能，學術洞察力的敏銳和治學態(tài)度的嚴謹，使我在半年里受益匪淺 。 她孜孜以求的工作精神和誨人不倦的職業(yè)操守，給我留下了深刻的印象。在選題報告和方案設計階段，鄧文娟老師給了我一些關鍵性的指導和建議 。在論文寫作過程中，每遇到問題都能夠從 鄧老師 那里得到解決問題的思路 。鄧老師 多次批改過本論文，有些章節(jié)從字到段、節(jié)、章，都是在 鄧老師 指點下修改完成的。鄧老師認真批閱了本文，提出了不少問題和意見，這些問題和意見對修改和完善論文起了重要和積極的作用。鄧老師在百忙之中給了重要的指導和幫助，在此向鄧老師致以崇高的敬意并表示衷心的感謝 ! 感謝在攻讀學士學位期間幫助過我的所有老師和同學們 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 23 參考文獻 [l] 王慧 . 基于總線的超聲波測距儀的研究「 D]. 哈爾濱 : 哈爾濱工程大學， 2021. [2] 蘇長贊，鄒殿貴 .紅外線與超聲波遙控 [M].北京 :人民郵電出版社， 2021. [3] 胡盛斌，羅均 . 用于移動機器人避障的超聲測距系統(tǒng) [J]. 機電一體化， 2021(l):3740. [4] Jack methods and applications[M].London:Butterworths,1971. [5] Sokolov, methods for determining internal flaws in metal objects[J] Russian,Zavod,Lab,1935,4:14681473. [6] 彭小寶 .超聲波測距在機車掛鉤高度檢測中的應用 [D].河北 :華北交通大學， 2021. [7] Firestone, detecting device and measuring instrument[P]. 130,1940. [8] Desch,Sproule, Dawson, detection of cracks in steel by means of supersonic waces[J].Iron Steel Inst,1946,153:319352. [9] Hua Hong,Wang Yongtian,Dynamic range finding device using amplitudemodulated Continiuous 1trasonic wave[J].Journal of Beijing Institute of Technology, 1998, 7(1):132136. [10] 李茂山 .超聲測距原理及實踐技術 [J].實用測試技術， 1994(l):1220. [11] 李鳴華，余水寶 .單片機在超聲波料位測量中的應用 [J].電子技術應用， 1998(9):1517. [12] 曹玉華 .超聲測距系統(tǒng)設計及其在機器人模糊避障中的 應用 [D].山東 :中國海洋大學， 2021. [13] 王紅梅 .高分辨力超聲測距系統(tǒng)的研究 [D].山東 :山東科技大學， 2021. [14] 時德剛，劉嘩 .超聲波測距的研究 .計算機測量與控制， [15] 華兵 .MCS51單片機原理應用 .武漢：武漢華中科技大學出版社， 2021 .5 [16] 李華 .MCU51系列單片機實用接口技術 .北京：北京航空航天大學出版社， 1993. 6 [17] 徐淑華，程退安，姚萬生 .單片機微型機原理及應用 .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， . [18] 蘇長贊 .紅外線與超聲波遙控 .北京：人民郵電出版社， [19] 張謙琳 .超聲波檢測原理和方法 .北京：中國科技大學出版社， [20] 蘇偉，鞏壁建 .超聲波測距誤差分析 .傳感器技術， 2021. 東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 附錄一 24 附錄一 原理圖 12345678RST9RXD10TXD11INT0122122232425262728PSEN29ALE30EA/VP3133343536373839Vcc40INT113T014T115WR16RD17X218X119Vss2032U?AT89C52f6g7e5d4c3DPb2a1AAAA1K 1K1K 1K1K 1K1KQ0Q1Q2Q3R0R1R2R3VCC+5V10KR4GND20uFC0VCCS012Y012MHz30pF C1 30pFC2GND12U1A MC74LCX04D34U1B MC74LCX04D65U1C MC74LCX04D98U1DMC74LCX04D1011U1E MC74LCX04D10KR810KR9VCC23111 4U 1ALM324M65711 4U 1BLM32412 131411 4U 1D100KR5100KR7100KR610KR8100KR9100KR10100KR1110KR1210KR6C310uFC4VCCGND10uFC6C8VCCGND910811 4U 1CLM324100KR13100KR15100KR14C710uFC9VCCGNDVCCVCC10uFC10100KR16100KR17GNDVCCVCC5KR1821TCT4010F121TCT4010S1東華理工大學長江學院畢業(yè)設計（論文） 附錄二 25 附錄二 源程序 ； *****