【正文】 和調(diào)試，其中超聲波發(fā)射和接收采用的超聲波換能器 為MA40S2R 和 MA40S2S，中心頻率為 40kHz，安裝時應(yīng)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。根據(jù)測量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波 電容 大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。根定時中斷入口 停止發(fā)射 發(fā)射超聲波 定時器初始化 返回 是否發(fā)射完 計算距離 讀取時間值 關(guān)外部中斷 外部中斷入口 返回 開外部中斷 結(jié)果輸出 20 據(jù)實際情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時間，以適應(yīng)不同距離的測量需要。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對測量誤差和重復(fù)一致性進行多次實驗分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實際使用的測量要求。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了超聲波數(shù)字 測距儀。 超聲波測距由于其在使用中不受光照度、電磁場、色彩等因素的影響，加之結(jié)構(gòu)簡單成本低，在機器人避障和定位、汽車倒車、水庫液位測量等方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。其中脈沖回波法測距常用，其原理是超聲傳感器發(fā)射超聲波，在空氣中傳播至被測 物，經(jīng)反射后由超聲傳感器接收反射脈沖，測量出超聲脈沖從發(fā)射到接收的時間 t s，在已知超聲波聲速 v的前提下，可計算被測物的距離 S，即 ： S=vt/2。這些因素使超聲波測距的精度和范圍受到影響。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出 了以 AT89S52 單片機為核心，采用 40KHz 壓電超聲傳感器，應(yīng) 用 廣泛的 超聲測距儀。因此，超聲波的傳播速度受氣體的密度、溫度及氣體分子成份的影響。當(dāng)需要精確確定超聲波傳播速度時，必須考慮溫度的影響。整個過程，超聲波會有很大的衰減。 21 設(shè)在距離超聲接收器 x 處有被測物，超聲波頻率越高，其衰減越快。但是，超聲波頻率越高，指向性越強，這一點有利于距離測量。 制作超聲傳感器的材料分為磁致伸縮材料和壓電材料兩種。超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值會影響壓電轉(zhuǎn)換效率。超聲傳感器外加的脈沖電壓影響壓電材料的電場強度，從而影響其應(yīng)變量和超聲轉(zhuǎn)換的效率，進而影響超聲波幅值。所以，為提高壓電轉(zhuǎn)換效率，提高超聲測距精度和范圍，應(yīng)盡量提高超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值。整個裝置的中心控制和信號處理單元為單片機 AT89S52，超聲傳感器采用 MA40S收發(fā)超聲傳感器。脈沖產(chǎn)生電路的主要任務(wù)是產(chǎn)生40KHz 脈沖電壓。發(fā)射電路主要任務(wù)是提高脈沖電壓的幅值，它主要由脈沖變壓器和開關(guān)管構(gòu)成。其中，脈沖變壓器對脈沖電壓變換值的大小直接影響測距范圍，應(yīng)盡量提供脈沖變壓器副邊電壓幅 值。接收電路設(shè)計的好壞直接影響超聲波在空氣中傳播時間的測量。檢波電路拾取回波中的正半波，以便后級電路放大；整形電路把回波信號整理為單片機系統(tǒng)能夠接收的信號并向單片機申請中斷以停止計時。 由于超聲回波信號十分微弱并含有噪聲， S/N較小，所以接收電路設(shè)置了濾波放大電路。 軟件修正利用下面 22 公式： S=vt/2。發(fā)射的脈沖數(shù)應(yīng)選擇合適，脈沖個數(shù)多時，發(fā)射換能器可以克服其振動慣量而獲得充分的振動，其它聲波模式影響較小，發(fā)射的超聲脈沖能量大；但此時測距的盲區(qū)也大 (測距盲區(qū)指的是可以測量的最小距離 )，一般選擇由 8個脈沖組成?？梢钥闯觯倦娐返臏y量距離明顯提高，而且管子基本沒有發(fā)熱現(xiàn)象，電源保持穩(wěn)定。 轉(zhuǎn)換效率得到明顯提高。 使用脈沖回波法測量距離，在考慮溫度對聲速度的影響、回波檢測對超聲傳播時間的影響以及超聲傳感器所加電壓對壓電轉(zhuǎn)換效率的影響時，超聲測距精度可以提高。 結(jié)論 數(shù)字式 超聲波測距 系統(tǒng) 已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)定位檢測、移動機器人、汽車防碰撞和海洋捕撈作業(yè)等領(lǐng)域。這種測距方法不僅可以避免人為因素帶來的影響，而且系統(tǒng)測量精度高，適用性強。以及其它常用芯片如 ： 74HC0 CX20216等來 設(shè)計 超聲波的接發(fā)收電路 ，實現(xiàn) 了超聲波從發(fā)射到接收的傳送時間， 從而 得到待測距離。 在經(jīng)多次的實踐中超聲波測得的距離還不是很長，還應(yīng)該在這方面大大研究改進，使其功能更加完善并在各個地方中得到廣泛的應(yīng)用。北京希望電子出版社， 2021 [18] 陳穎主編《電子材料與元器件》 北京電子工業(yè)出版社， 2021年 24 致謝 本文能夠成功的完成，要特別感謝我的導(dǎo)師翟鳳瀟的關(guān)懷和教導(dǎo)。 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。 謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們！ 25 附 錄一 圖紙 1 原理圖P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R S T9P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17X T A L 218X T A L 119G N D20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29A L E / P R O G30E A / V pp31P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39V C C40U3A T 8 9S 5 2P P P P P P P P P0.0P0.6P0.5 P0.1P0.4P0.3P0.2P0.7V C CC7V C CS1Y112 M H ZC830 pFC930 pFQ1P N PQ3P N PQ2P N PQ4P N PV C CR 18R 15 R 16 R 171A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13VCC14U274 L S 04R120 0kR220 0KC110 4p FC530 0p F47 3C2C410 μ f/50 VV C C10 μ f/50 VC3R51kR41kC610 4p F V C CK1R X ( S )K2T X ( F )20 μ fV C CG N DG N DG N D1kG N D1k 1k 1kG N DG N DG N DG N DG N DG N D G N DQ1Q2Q3Q4Q4Q3Q2Q1IN1C12C23G N D4f05C36O U T7V C C8U1C X 2 01 0 6A R3電阻C 1010 4123456789J1C O N 911243547a2b6c9d11e12f3g8。 。******************************************** 。******************************************** ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH reti ORG 0013H RETI ORG 001BH LJMP INTT1 ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI 。******************************************** 。******************************************** START: MOV SP,4FH MOV R0,40H 。T1 為 T0 為 16 位定時器 MOV TH0,00H 。超聲波肪沖個數(shù)控制（為賦值的一半） SETB PX0 SETB ET1 SETB EA SETB TR1 。收到反射信號時標(biāo)志位為1 CLR EA LCALL WORK 。64H 。重新開啟測距定時器 SETB EA SJMP Start1 。**************************************************** 。**************************************************** T1 中斷，發(fā)超聲波用 。啟動計數(shù)器 T0，用以計 intt11: CPL VOUT 。超聲波發(fā)送完畢， MOV R4,04H lcall delay_250 。開啟接收回波中斷 RETIOUT: RETI 。關(guān)計數(shù)器 CLR EA 。 MOV 44H,TL0 。 mov th0,00h mov tl0,00h jnb ,$ SETB 00H 。 。* 顯示程序 * 。 40H 為最高位， 43H 為最低位，先掃描高位 DISPLAY: MOV R1,40H。G 30 PLAY: MOV A,R5 MOV P0,0FFH MOV P2,A MOV A,R1 MOV DPTR,TAB MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1MS INC R1 MOV A,R5 JNB ,ENDOUT。 TAB: DB 18h, 7Bh, 2Ch, 29h, 4Bh, 89h, 88h, 3Bh, 08h, 09h,0ffh 。 。* 延時程序 * 。 。* 距離計算程序 (=計數(shù)值 *17/1000cm) * 。 work: PUSH ACC PUSH PSW PUSH B MOV PSW, 18h MOV R3, 45H MOV R2, 44H MOV R1, 00D MOV R0, 17D LCALL MUL2BY2 MOV R3, 03H MOV R2, 0E8H LCALL DIV4BY2 LCALL DIV4BY2 MOV 40H, R4 MOV A,40H JNZ JJ0 MOV 40H,0AH