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总结
在本次设计方案的选择上，力求实用性强，性价比高， 使用简单。在设计过程中，加深和巩固了单片机技术方面 的知识，也丰富了自己在此领域的视野。 本次设计的最终结果是超声波测距系统实现了超声波 的发送与接收，并利测量出系统与障碍物之间的距离。最 后实现了以LCD显示的形式显示测量距离结果。这套系统经 过扩展和升级后，可以有效的用在下水道疏通机器人上， 另外还可以应用在汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业 现场的位置监控等各种生产和生活领域。
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题目：超声波测距仪设计
指导老师： 学生： 专业：电气工程及其自动化
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论文的结构和主要内容
第一章 绪论 第二章 超声波测距原理 第三章 系统的硬件结构设计 第四章 体统的软件设计 总结
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第一章 绪论
随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，城市发 展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断 改善。但是，由于历史原因合成时间的许多不可预见因素， 城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。 城市污水给人们带来了困扰。因此，排污疏通显得非常重 要。研制排水疏通移动机器人的关键在于自动控制系统部 分的设计，而控制系统的其中一个重要核心就是超声波测 距。这就是我设计超声波测距仪的意义。
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第三章
系统的硬件结构设计
硬件电路的设计主要包括电源模块、单片机系统及显示 模块、超声波发射模块和超声波检测接收模块四部分。
显示模块
发射模块
单片机系统
电源模块
接收模块
学号：201215012 本系统的电路图
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定时器0：设置为16位计数模式为测量计时。 定时器1：为超声波脉冲个数检测，每次发送10个脉冲。 定时器2：设置为波特率发生器，完成超声波脉冲发生。 外部中断0：设置为触发中断，为超声波信号检测。
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第四章
体统的软件设计
软件分为两部分，主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、超声 波发射和接收顺序的控制、测量距离计算、测量数值显示。 主程序工作在循环状 态，当检测到外部中断返回 的信号标志则计算测量距离 并显示，否则关闭总中断、 清空定时器0的数值、发送 超声波脉冲、打开总中断重 新测量。 外部中断服务子程序 主要完成时间值的读取及信 号标志位返回工作。
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第二章 超声波测距原理
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向 性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播 距离远，超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。 测距的主原理是：超声波发射器向某一方向发射超声 波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播， 途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波 就立即停止计时。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 。这就是本设计采用的时间差 测距法。
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参考文献
[1]基于单片机的超声波测距仪，文章出处：21ic 2012.4 [2]胡平，超声波测距仪的研制，计算机与现代化，2003.10 [3]时德刚，刘哗。超声波测距的研制，计算机测量与控制，2002.10 [4]华兵.MCS-51单片机原理应用，武汉：武汉华中科技大学出版社，2002.5 [5] 王建新，姜萍. 电子电路实践教程[M]. 北京：科学出版社，2003. [6] [美]J.马库斯. 电子电路大全[M]：卷1，日用电路. 北京：计量出版社，1985. [7] 苏长赞. 红外线与超声波遥控[M]. 北京：人民邮电出版社，1993.7. [8] 张谦琳. 超声波检测原理和方法[M]. 北京：中国科技大学出版社，1993.10. [9] 九州. 放大电路实用设计手册[M]. 沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.5. [10] 樊昌元，丁义元. 高精度测距雷达研究[J]. 电子测量与仪器学报，2000，9(8) [11] 陆起勇等. 近代无限电实验-电子学基础系列[M]. 上海:复旦大学出版社,2004. [12]位差超声波传感器在智能玩具机器人中的应用， 文章出处：zhjbr ，2012.2. [13] 陈卿,侯薇．家电控制与检测用集成电路[M]．北京：中国计量出版社，2005. [14] 何希才. 传感器技术及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005. [15] Firefu1215012153003
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如图.在超声波发射器两端输入10个40kHz脉冲串，脉冲 电信号经过超声波内部振子，振荡出机械波，通过空气，介 质传播到被测面，由被测面反射后被超声波接收器接收。 依据公式：S = VT / 2
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谢谢大家！
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单片机系统&显示模块： 本系统的核心。主要负责超声波的产生、距离的计算、测量数值的显示等。 单机系统设计时需注意复位电路，采用合适值的RC产生单片机的复位脉冲。震荡 电路负载电容依据晶振的规格选取，方可产生精准的时钟信号。本电路采用22Pf 的负载电容只是一个参考值，后续需根据选取的晶振规格定参数。 显示部分采用的是液晶模块，电路比较简单，需注意对比度电压V0的调节。 电源模块： 全系统芯片均采用5V供电，所以电源部分选取了一个意法半导体公司的线 性电源稳压芯片7805供电。 发射模块： 单片机产生超声波信号，采用非门芯片74LS04作为波形信号放大，直接驱 动压电晶体产生超声波。 接收模块： 为提高检测精准度，超声波信号调制采用索尼公司的CX20106A。该芯片的5 脚RC0：该脚与电源端VCC接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0。微 调此阻值可以改变中心频率，便于跟单片机产生的超声波限号匹配。