汽车倒车雷达设计论文成果
基于单片机的汽车倒车雷达设计论文
基于单片机的汽车倒车雷达设计（沈阳理工大学信息科学与工程学院通信工程）摘要：采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，将汽车的挡位推到R挡，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险扛上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由LED显示器和蜂鸣器声发出警示信号，从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。
整个过程，驾驶者无须回头便可知车后的情况，使停车和倒车更容易，更安全。
关键字：超声波；倒车雷达；传感器；AT89S52单片机Abstract：The ultrasonic distance principle, drivers in reverse, the gears to push the car back and start against R radar, under the control of the controller, the device to carry on the rear insurance send ultrasonic probe, obstacle, sensor, echo signal after receiving echo signal controller, which calculated data processing, the distance between the body and the obstacles and obstacles, then LED by a warning signal and noise, thus make the drivers reverse not maskobstacles. The whole process, without turning and car drivers that after, parking and reverse easier, more safety.Key words: ultrasonic sensors, radar, reversing AT89S52 SCM.随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量大幅增长，而随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题。
倒车雷达的原理及应用论文
倒车雷达的原理及应用论文1. 引言在现代社会，随着汽车数量的迅速增长，道路交通安全问题逐渐引起人们的关注。
特别是在倒车时，驾驶员的视线会受到很大限制，容易发生事故。
倒车雷达作为一种辅助驾驶系统，可以有效提高驾驶员在倒车时的安全性和便利性。
本文将介绍倒车雷达的原理以及其在实际应用中的重要性。
2. 倒车雷达的原理倒车雷达通过使用超声波传感器来检测车辆周围的障碍物，并向驾驶员发出警报信号。
其工作原理如下：•发射器：倒车雷达的发射器会发出一定频率的超声波信号。
•接收器：当超声波信号碰撞到障碍物后，会产生回波信号，接收器会接收到这些回波信号。
•计算：接收器会根据回波信号的时延和回波信号的强度，计算出障碍物与车辆的距离和位置。
•显示器：计算得出的距离和位置信息会通过显示器向驾驶员展示。
3. 倒车雷达的应用倒车雷达的应用广泛，主要体现在以下几个方面：3.1 提高驾驶安全性倒车雷达可以有效提高驾驶员在倒车时的安全性。
通过及时发出警报信号，驾驶员可以获得障碍物的存在并避免碰撞事故的发生。
特别是在夜间或复杂环境下，倒车雷达可以发挥重要的作用。
3.2 减少停车时间倒车雷达可以准确测量障碍物与车辆之间的距离，驾驶员可以根据这些信息进行精确的停车。
通过减少停车时间，倒车雷达提高了驾驶员的效率，提升了驾驶体验。
3.3 降低碰撞事故风险倒车雷达在停车场和狭窄空间中的应用尤为重要。
倒车雷达可以有效避免因驾驶员视线受限而发生的碰撞事故。
它可以帮助驾驶员在不同场景下更好地判断车辆与障碍物的距离，提前预警，降低碰撞风险。
3.4 辅助驾驶员操作倒车雷达可以提供可视化辅助，帮助驾驶员更好地掌握车辆与周围环境的关系。
通过显示器上的距离和位置信息，驾驶员可以更准确地操作车辆，避免与障碍物接触。
4. 倒车雷达的未来发展随着科技的不断进步，倒车雷达在未来有望得到更广泛的应用和进一步的提升。
以下是倒车雷达未来发展的几个趋势：•智能化：未来的倒车雷达将更加智能化，可以通过学习和感知来适应不同驾驶场景和驾驶员的需求。
毕业设计之倒车雷达
随着汽车的迅速增加，停车难已经是不争的事实，狭小的停车场地常常令有车一族无所适从，稍不慎，则闯祸，烦事又烦人。虽然每辆车都有后视镜，但不可避免的都存在一个后视盲区。汽车倒车防撞预警系统即俗称的倒车雷达，是汽车泊车时的辅助装置。在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。
近两年来，倒车雷达成了商家的电子新宠，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术获得广阔的发展空间，工业控制领域也进行着一场巨大的变革，以32位高端处理器为平台的实时嵌入式软硬件技术将应用在工业控制的各个角落。嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域，对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警。在车辆上安装一个对障碍物进行监测预警的系统，就能用声音和数码管实时动态显示的距离告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和启动车辆时前后、左右探视所引起的困扰。同时帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷，驾驶员只需坐在驾驶室就能观察到车前车后的详细情况，做到心中有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。也能让驾驶员在危险时刻到来前及时采取有效措施，减少事故发生，保障人身和财产安全。
摘要
倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。该系统能够在汽车低速倒车的过程中，识别出车体后部的障碍物，并能够测量汽车与障碍物之间的距离。在车辆与障碍物发生碰撞之前，发出语音警报，提醒司机刹车。
毕业设计-车用倒车雷达设计-信息学院
【清华大学本科毕业设计】车用倒车雷达设计【摘要】倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
本设计利用ATMEL公司的AT89C51单片机、超声波传感器测距实现超声波倒车雷达。
利用LED和发光二极管表示传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。
同时蜂鸣器提示报警，探测并指明障碍物距离。
【关键词】倒车雷达，超声波，测距，报警，单片机The designs of the vehicle back-draft radar using ultrasonictheory【Abstract】Back-draft radar is the safety and assistant devices when parking or reversing a vehicle, it can tell drivers circs about the around barrier with voice or a more intuitive display, release the surrounded visit puzzle from drivers when parking, reversing and start vehicles, and to help drivers clean off dead ends and the limitation of vision blur, improve the security of driving. Using Single Chip AT89C51 of ATMEL and Ultrasonic Sensor measure distance to achieve Ultrasonic Back-draft Radar. Using LED and LBD Sensor to detect whether there are barriers, when detecting barriers within the scope, the LBD will blink with a confirm frequency, the blink frequency of LBD is determined by the distance of barrier, the nearer distance and the higher frequencies. At the same time, The Voice Alarm warning, detecting the distance, and demonstrate the distance of barrier.【Key Words】Back-draft radar, ultrasonic, measure, warning, microprocessor目录第一章引言 (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2国内外倒车雷达的发展现状 (1)第二章超声波介绍 (4)2.1什么是超声波 (4)2.1.1压电式超声波传感器简介 (4)2.2超声波传感器的特性 (5)2.2.1频率特性 (5)2.2.2指向特性 (6)2.3 超声波传感器的应用 (7)第三章倒车雷达的原理与总体设计 (8)3.1超声波测距原理 (8)3.2倒车雷达的总体设计方案 (10)3.3单片机的选择 (11)3.3.1 AT89C51的简介 (11)3.3.2 AT89C51的主要性能参数 (11)3.3.3 AT89C51的结构 (12)3.4超声波发送和接收元器件选择 (13)3.4.1超声波发送模块元器件选择 (13)3.4.2 超声波接收模块元器件选择 (13)第四章硬件设计 (14)4.1 超声波发射模块 (15)4.2 超声波接收模块 (16)4.3 单片机最小系统 (17)第五章软件设计 (18)5.1软件的设计要求 (18)5.2软件设计的总体结构框图 (18)5.3各个程序的流程图 (18)5.3.1主流程图 (19)5.3.2发射接收模块流程 (19)5.3.3中断程序流程 (20)第六章调试 (22)6.1最小系统的调试 (22)6.2测距模块的调试 (22)6.3 调试结果 (25)6.4误差分析 (25)第七章结束语 (27)第八章致谢 (28)参考文献 (29)第一章引言随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近几年来，我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐渐增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。
超声波汽车倒车警示器设计毕业论文
超声波汽车倒车警示器设计毕业论文目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
目录.. (1)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 设计意义 (1)1.4设计内容 (2)第2章方案比较与选择 (3)第3章超声波测距原理 (6)3.1 超声波的原理及应用 (6)3.1.1超声波的物理特性 (6)3.1.2超声波的衰减 (6)3.1.3超声波的波形 (7)3.2 测距原理 (7)3.2.1超声波的传播速度 (7)3.2.2超声波的测距原理 (8)3.3超声波传感器 (8)第4章超声波发射电路 (10)4.1超声波发射电路工作原理 (10)4.2元件选择 (11)4.2.1 UCM--T40K1简介 (11)4.2.2 LM567简介 (12)4.2.3 S9013简介 (13)第5章超声波接收电路 (14)5.1超声波接收原理 (14)5.2元器件选择 (15)5.3 锁相环电路部分 (16)5.4元器件选择 (18)第6章语音提示电路 (20)6.1电路工作原理 (20)6.2电路组成 (20)6.3 元器件选择 (20)6.3.1 LM386介绍 (20)6.3.2 HFC5214语音集成电路 (22)6.3.3 扬声器BL (23)第7章倒车警示器电路 (24)7.1电路工作原理 (24)7.2元器件清单 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1选题背景随着科技发展的不断进步，自动测量的技术不断更新，非接触式测量技术也有了长足的发展。
在很多工控场合，测量的物体是不能够直接接触到的，或者测量的物体不宜直接接触。
这时要用到非接触式测量仪器。
自发现压电效应和逆压电效应后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的方法。
文献综述-倒车雷达的设计
倒车雷达的设计你的动机和设想倒车雷达（car reversing aid system）全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知贺驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
随着汽车工业的不断发展和汽车普及率的日益提高，汽车运输这种方便、快捷的运输方式越来越多的表现出了它的弊端——危险性。
越来越多的汽车使有限的道路变的涌堵，交通事故日益增多，群众的生命财产安全造成了很大的威胁。
为此，西方各发达国家和日本均提出了通过将现代高新技术应用于公路交通的各个领域，实现汽车和道路的智能化，提高公路交通安全和交通效率的开发计划。
雷达技术是应用于公路交通领域的高新技术中的重要内容。
随着社会的发展。
各种雷达技术和设备不断成熟。
使其在公路交通运输的各个环节上得到了越来越广泛的应用，使公路交通运输系统的操作、管理、安全性能得到了很大程度的提升。
汽车的安全性能对人类生命和财产安全的影响是不言而喻的。
雷达技术是应用于公路交通领域的高新技术中的重要内容。
随着社会的发展。
各种雷达技术和设备不断成熟。
使其在公路交通运输的各个环节上得到了越来越广泛的应用，使公路交通运输系统的操作、管理、安全性能得到了很大程度的提升。
随着现代电子工业、雷达技术和汽车制造技术的不断发展，使雷达在汽车上得到了广泛的应用。
不仅提高了汽车的驾驶性能。
而且使人员和货物的安全得到了有效保障。
雷达技术在汽车中的典型应用主要表现在测速、防撞、侧视等旨在提高汽车的安全性和可操作性的各个方面。
如何实现这个设想超声波测距超声波—般指频率在20kHz 以上的机械波．超声波测距的原理是利用测量超声波发射脉冲和接收脉冲的时间差，再结合超声波在空气中传输的速度来计算距离。
超声波测距原理简单，成本低、制作方便。
超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透性较强、衰减小。
毕业设计 基于超声波测距的倒车雷达设计 好
毕业设计基于超声波测距的倒车雷达设计好一、背景和研究意义随着汽车普及率的不断提高，车辆在道路上的行驶和停车都成为人们生活中常见的场景。
而在停车行为中，倒车就成为了比较危险的行为，往往容易发生事故。
因此，倒车雷达的应用正越来越受到人们的重视。
倒车雷达是一种能够勘测车辆周围环境并辅助驾驶员开车的系统，它能够利用超声波测距原理快速测量车与后方障碍物之间的距离，并在必要的时候发出警示声音，提醒驾驶员及时停车，避免碰撞。
因此，在汽车行业中，倒车雷达越来越受到关注，开发和研究倒车雷达的技术也日渐成熟。
本文基于超声波测距的原理，设计了一种倒车雷达系统，旨在提高驾驶员倒车的安全性和便利性，为驾驶员提供更加完善的倒车辅助系统，为减少车辆事故带来新的技术支持。
二、设计原理超声波倒车雷达主要是通过超声波感应距离，掌握车辆行驶路线，快速监测停车时的障碍物情况，提醒人们注意，避免碰撞发生。
超声波测距，是测量距离的一种常用方法，具有广泛的应用。
在倒车雷达中，超声波传感器负责发射和接收超声波信号。
当超声波传感器发射出信号时，经过一定的时间后接收器接收到了回波信号。
此时，系统能够计算出障碍物与传感器之间的距离。
例如，在设计的倒车雷达中，将各个传感器布置在车辆的四周，对车辆周围的环境进行监控，同时，安装上数字显示屏和声音提示装置，形成一个完整的倒车雷达系统。
三、设计流程1.硬件选取倒车雷达的主要组成部分包括传感器、控制器和显示器。
这里选择超声波传感器来进行测量距离，并选用单片机作为控制器，通过硬件连接实现传感器和显示器的协同工作。
2.硬件电路设计超声波传感器和单片机之间需要一个连接器来传输测量数据，实现数据传输的同时，还需保证传输的效率和精度。
此次实验中选用了串口通信的方式，通过串口将传感器测量到的距离值传输到单片机中，再将数据传输到显示器上。
3.软件设计设计的倒车雷达是建立在单片机开发的搭建之上的。
通过编码实现了超声波测距原理、数据传输、数据显示在显示器上并且有警告声音提示的功能。
超声波雷达倒车系统设计论文
班级代号学号密级04物411032004223029本科毕业论文（设计）（物理与电子工程学院）题（中、英文）目超声波雷达倒车系统设计Design of ultrasonic wave back-draft radar system作者姓名李亮指导教师姓名戴新宇学科门类工学提交论文日期二零零八年五月专业名称电子信息工程超声波雷达倒车系统设计摘要：倒车雷达是针对日益拥挤的道路交通状况，以及在停车场、车库、街道等比较狭窄区域，避免车与车、车与人以及车与墙壁等障碍物发生碰撞、摩擦而出现的一种着眼于倒车防护的汽车防撞系统。
本文根据超声波雷达测距原理，研制一款基于超声波脉冲测距的倒车雷达系统。
使它能在汽车缓慢倒车行驶时，识别出汽车尾部的障碍物，并能够测量障碍物与车体之间距离，在汽车发生碰撞事故前，对驾驶员发出声音提示和数码管显示数字提示。
完成系统的控制和信号的处理的使美国ATMEL公司的8位单片机AT89C51。
并且，还采用了CX20106A红外线检波接收专用芯片。
在系统的软件设计过程中，采用了模块化设计思想，对程序的维护和升级变得简单易行。
本课题完成了基于超声波脉冲测距的倒车雷达的硬件设计、软件设计以及系统调试。
关键词：超声波，测距，倒车雷达，AT89C51，检波接收，CX20106ADesign of ultrasonic wave back-draft radar systemAbstract: The back-draft radar is aims at day by day the crowded road traffic condition ,as well as in the parking lot ,the garage ,the street and so on the quite narrow region ,avoids automobile and automobile and person as well as vehicle and wall has the collision ,one kind which the friction appears focuses to the back-draft protection automobile collision avoidance system.This article according to the ultrasonic wave radar ranging principle ,develops section based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar system .Enables it when the automobile slow back-draft travel, distinguishes the automobile rear part the obstacle ,and can survey between the obstacle and the chassis is away from ,has in front of the collision accident in the automobile ,sends out the voice prompt and the digital tube demonstration numeral prompt to the pilot.Completes the system the control and the signal processing is American ATMEL Corporation dish position monolithic integrated circuit AT89C51. And ,but also has used the Hua-bang company ISD pronunciation chip ,the realization voice prompt.In the system software design process ,has used the modular design thought ,changes simply to the procedure maintenance and the promotion ,is easy to realize. This topic has completed based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar hardware design , the software design as well as the system debugging.Key-word: Ultrasonic, Ranging, Back-draft radar, AT89C51, Voice prompt, CX20106A.………………………目录……………………………摘要 (2)Abstract (3)第一章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2 课题研究的主要内容 (6)第二章系统相关理论 (7)2.1 超声波的性质 (7)2.2超声波传感器工作原理 (7)2.3 系统测距原理 (8)2.4 超声波测距方法的设计方案论证 (9)第三章系统硬件设计 (15)3.1 AT89C51芯片介绍 (15)3.2 系统组成 (16)3.3 发射电路 (16)3.4接收电路 (18)3.5 LED数字显示部分 (19)3.6 DS18B20数字式温度传感器 (20)第四章系统程序设计 (24)4.1超声波测距器的算法设计 (24)4.2 主程序 (25)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (26)4.4 调试结果及分析 (27)结束语 (28)参考文献 (29)附录一： (30)附录二： (31)第一章绪论1.1课题背景随着经济的发展与汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。
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毕业设计成果（产品、作品、方案）设计题目：汽车倒车雷达设计___________________目录1 绪论 (1)1.1 课题设计的目的和意义 (1)1.2 国内应用现状 (1)2 总体方案 (2)2.1 本设计的研究方法 (2)2.2 系统整体方案的设计 (3)2.3 系统整体方案的论证 (3)3 系统硬件设计 (4)3.1 AT89S51 单片机 (5)3.2 超声波测距的系统及其组成 (6)3.2.1 超声波测距单片机系统 (7)3.2.2 超声波发射、接受电路 (8)3.3.3 显示电路 (10)3.3.4 供电电路 (11)3.2.5 报警输出电路 (12)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 超声波测距子程序及其流程图 (14)4.3 超声波测距流程图 (18)5 倒车雷达电路及工艺的检测方案 (18)5.1 电路的检测流程 (18)5.2 硬件电路检测方法 (19)参考资料 (21)1 绪论1.1 课题设计的目的和意义随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。
交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。
为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。
所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。
超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED 显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。
通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。
该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在LED 数码管上。
1.2 国内应用现状近年来，由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要，自动测距变得十分重要。
与同类测距方法相比，超声波测距法具有以下优势：（1）相对于声波，超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。
（2 ）和光学方法相比，超声波的波速较小，可以直接测量较近的目标，纵向分辨率高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境有一定的适应能力。
特别是在海洋勘测具有独特的优点。
（3）超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，便于小型化和集成化。
随着科学技术的快速发展，超声波的应用将越来越广泛。
但就目前技术水平来说，人们利用超声波的技术还十分有限，因此，这是一个正在不断发展而又有无限前景的技术。
超声波测距技术在社会生活中已有广泛的应用，目前对超声波的精度要求越来越大。
超声波作为一种新型的工具在各方面都有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
未来超声波测距技术将朝着更高精度，更大应用范围，更稳定方向发展。
2 总体方案2.1 本设计的研究方法本设计选用TCT40-16T/R 超声波传感器。
了解超声波测距的原理的，只有对理论知识有一定的学习才能运用到实际操作中。
根据原理设计超声波测距仪的硬件结构电路。
对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送和接收，从而实现利用超声波测距的方法测量物体之间的距离。
具体设计一个基于单片机的超声波测距器，包括单片机控制电路，发射电路，接收电路，LED 显示电路。
2.2 系统整体方案的设计由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。
利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率、和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。
根据设计要求并综合各方面因素，本文采用AT89S51 单片机作为控制器，用动态扫描法实现LED 数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。
2.3 系统整体方案的论证超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。
实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。
此次设计采用反射波方式。
测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。
超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。
由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比；而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。
3系统硬件设计按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块共四个模块组成。
单片机主控芯片使用51系列AT89S51单片机，该单片机工作性能稳定，同时也是在单片机课程设计中经常使用到的控制芯片。
发射电路由单片机输出端直接驱动超声波发送。
接收电路使用三极管组成的放大电路，该电路简单，调试工作小较小。
图3-1 :系统设计框图硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路、报警输出电路、供电电路等几部分。
单片机采用AT89S51 ，系统晶振采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。
单片机用P2.7 端口输出超声波换能器所需的40kHz 的方波信号，P3.5 端口监测超声波接收电路输出的返回信号。
显示电路采用简单实用的3 位共阳LED 数码管，段码输出端口为单片机的P2 口，位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3 口，数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
3.1 AT89S51 单片机AT89S51 是美国ATMEL 公司生产的低功耗，高性能CMOS8 位单片机，片内含4k bytes 的可系统编程的Flash 只读程序存储器,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051 指令系统及引脚。
它集Flash 程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数：•与MCS-51产品指令系统完全兼容•4k字节在系统编程（ISP）Flash闪速存储器•1000次擦写周期•4.0 －5.5V 的工作电压范围•全静态工作模式：0Hz －33MHz三级程序加密锁•128 X8字节内部RAM•32个可编程I/0 口线•2个16 位定时／计数器•6个中断源•全双工串行UART 通道•低功耗空闲和掉电模式•中断可从空闲模唤醒系统•看门狗（WDT ）及双数据指针•掉电标识和快速编程特性•灵活的在系统编程（ISP 字节或页写模式）除此以外AT89S51 还提供一个5 向量两级中断结构，片内振荡器及时钟电路。
同时，AT89S51 可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM ，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
3.2 超声波测距的系统及其组成本系统由单片机AT89S51 控制，包括单片机系统、发射电路与接收放大电路和显示电路几部分组成，如图3-1 所示。
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路三部分。
单片机采用AT89S51 。
采用12MHz 高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。
单片机用P2.7 端口输出超声波换能器所需的40kHz 的方波信号，P3.5端口监测超声波接收电路输出的返回信号。
显示电路 采用简单实用的3位共阳LED 数码管，段码输出端口为单片机的P2 口，位码输出端口 分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3 口，数码管位驱运用PNP 三极管S9012三极管驱动。
超声波接收头接收到反射的回波后，经过接收电路处理后，向单片机P3.5输入一个 低电平脉冲。
单片机控制着超声波的发送，超声波发送完毕后，立即启动内部计时器 T0 计时，当检测到P3.5由高电平变为低电平后，立即停止内部计时器计时。
单片机将测得 的时间与声速相乘再除以2即可得到测量值，最后经3位数码管将测得的结果显示出来。
3.2.1超声波测距单片机系统超声波测距单片机系统主要由：AT89S51单片机、晶振、复位电路、电源滤波部份 构成。
由K1，K2组成测距系统的按键电路。
用于设定超声波测距报警值。
如图3-3 。
图3-2 :超声波测距单片机系统根据前面的研究完成各个电路模板的原理设计并生成PCB 图，制作电路板，进行实 验调试。
同时，对现有的系统进行测试， （2 ）先用万用表复核目测中认为可疑的连接或 是接点，检查它们的短路状态是否与设计规定相符。
再检查各种电源线与地线之间是否 有短路现象，如有再PMEM PMPIO Pl I P12 P13 ］：i 3Pl.3 W&l Pl 6 MISO P17SCK iRST HJO KIP3J P3J P14PSJ 円备 F3-7 XTAL2 XTAL1 GNDFOQ POI FQJFDJfQAF0? FDMALE MmF2 _FiS P2J FM KJF21R2.1 rao----------- 1*3713?|PL7P1.6 24 KI IfP2.421PI 」P2.D1C1 ATWS51.AWS5j-.Li- i CMPV££ ONE CI\ _仔细检查出并排除。
短路现象一定要在器件安装及加电前检查出。
经过测试，发现现有单片机系统可以有效运行，并且在现有的K1 ，K2 组成测距系统的按键电路下，能够较为有效的运行，说明了系统设计的有效性。