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《检测与转换技术B》课程综合练习

总 结 报 告

项目名称： 项目负责人 项目参加人： X 所在班级： 项目指导教师： 项目完成时间：

超声波测距装置

XX

X X

2016年 11 月

X 2016 年 11月 28 日

一丶项目研究内容：

超声波测距装置

其功能：此装置能够测量出装置（超声波发射点）与障碍物之间的距离, 并通过4位LED

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数码管显示出装置与障碍物之间的距离（单位为mm）。

测试原理：采用两个超声波探头分别进行超声波的发射和接收，通过超声波发射探头向某一方向发出超声波，在发射的同时开始采用计时器计时，超声波在空气中传播，途中若碰到障碍物就会立即返回来，超声波接收器一旦收到反射波就停止计时器，读出时间t。(超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即:s=340t/2)。

在测距的时候。本系统利用一片89c52单片机对超声波信号循环不断地进行采集。系统包括超声波测距单元（超声波集成模块）、89c52单片机控制、蜂鸣器报警模块和数码管显示模块。这个设计能够连续测距，数据经过单片机的处理后，用4位数码管显示所测量得到的距离，若计时器溢出，或距离超过2500mm，蜂鸣器会发出鸣叫声进行报警。

二丶设计方法：

在测距的时候。本系统利用一片89C52单片机作为控制中心，通过单片机其中的一个I/O口对超声波发射器进行控制，（I/O口为高电平时，触发超声波发射电路发出超声波）,此时在另一个单片机I/O端口等待信号的返回（若有信号返回则此端口为低电平）。

信号循环不断地进行采集。系统包括超声波测距单元（超声波集成模块）、89c52单片机控制、蜂鸣器报警模块和数码管显示模块。这个设计的汽车倒车雷达要能够连续测距，数据经过单片机的处理后，用4位数码管显示所测量得到的距离，若计时器溢出，或距离超过2500mm，蜂鸣器会发出鸣叫声进行报警。

HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能， 测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：

(1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号; (2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

所设计出来的超声波测距系统各模块如下图·1所示

超声波接受器 放大电路 检波电路 报警系统 52单片机 超声波发射器 放大电路 显示模块 图·1

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三·设计过程

3.1单片机最小系统

单片机最小系统是其他拓展系统的最基本的基础，单片机最小系统是指一个真正可用的单片机最小配置系统即单片机能工作的系统。对于89c52单片机，由于片内已经自带有了程序存储器，所以只要单片机外接时钟电路和复位电路就可以组成了单片机的最小系统了。单片机的最小系统如图·2所示。

图·2 单片机最小系统原理图

3.2 超声波发射和接收电路设计

超声波是一种振动频率超过20 kHz的机械波，它可以沿直线方向传播，而且传播的方向性好，传播的距离也较远，在介质中传播时遇到障碍物在入射到它的反射面上就会产生反射波。由于超声波的以上几个特点，所以超声波被广泛地应用于物体距离的测量、厚度等方面。而且，超声波的测量是一种比较理想的的非接触式的测距方法。

当进行距离的测量时，由安装在同一水平线上的超声波发射器和接收器完成超声波的发射与接收，并且同时启动定时器进行计数。首先由超声波发射探头向前方发射超声波并同时启动定时器计时，超声波在空气中传播的途中一旦遇到障碍物后就会被反射回来，当接收探头收到反射波后就会给负脉冲到单片机使其立刻停止计时。这样，定时器就能够准确的记录下了超声波发射点至障碍物之间往返传播所用的时间t（s）。由于在常温下超声波在空气中的传播速度大约为340 m/s，所以障碍物到发射探头之间的距离为：

S=340×t/2=170×t 3.2.1 超声波发射电路设计

超声波发射电路是由超声波探头和超声波放大器组成。超声波探头将电信号转换为机械

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