【精详】基于单片机的超声波测距仪的设计与实现可行性研究报告
基于单片机超声波测距系统的设计和实现
基于单片机超声波测距系统的设计和实现超声波测距系统是利用超声波传播速度较快的特性，通过发射超声波并接收其回波来测量距离的一种常见的测距方式。
在本文中，我们将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计和实现。
一、系统设计原理超声波测距系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机和显示器组成。
其工作原理如下：1.发送超声波信号：超声波发射器通过单片机控制，向外发射超声波信号。
超声波的发射频率通常在40kHz左右，适合在空气中传播。
2.接收回波信号：超声波接收器接收到回波信号后，将信号经过放大和滤波处理后送入单片机。
3.距离计算：单片机通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。
以声速343m/s为例，超声波的往返时间与距离之间的关系为：距离=时间差×声速/2、通过单片机上的计时器和计数器来测量时间差。
4.数据显示：单片机将计算得到的距离数据通过显示器显示出来，实时展示被测物体与超声波传感器之间的距离。
二、系统设计步骤1.系统硬件设计：选择合适的超声波模块，其具有超声波发射器和接收器功能，并可通过接口与单片机连接。
设计好电源电路以及超声波传感器与单片机之间的连接方式。
2.系统软件设计：根据单片机的型号和编程语言，编写相应的程序。
包括超声波信号的发射和接收控制，计时和计数功能的编程，距离计算和数据显示的实现。
3.硬件连接和调试：将硬件连接好后，对系统进行调试。
包括超声波模块与单片机的连接是否正确，超声波信号的发射和接收是否正常，计时和计数功能是否准确等。
5.优化和改进：根据实际测试结果，对系统进行优化和改进。
如增加滤波和放大电路以提高信号质量，调整超声波模块的发射频率，改进显示方式等。
三、系统实现效果完成以上设计和实施后，我们可以得到一个基于单片机的超声波测距系统。
该系统使用简单，测距精度高，响应速度快，适用于各种距离测量的应用场景。
同时，该系统还可根据具体需求进行各种改进和扩展，如与其他传感器结合使用，增加报警功能等。
基于单片机的超声波测距仪的设计
基于单片机的超声波测距仪的设计超声波测距仪是一种常见的测量距离的仪器，它使用超声波的反射原理来测量被测物体与测距仪之间的距离。
基于单片机的超声波测距仪可以实现更精确、更灵活的测距功能。
本文将详细介绍基于单片机的超声波测距仪的设计。
首先，我们需要选择合适的硬件平台。
单片机作为核心芯片，可以选择AT89C51或者STM32等。
超声波传感器可以选择HC-SR04或者JSN-SR04T等。
此外，我们还需要一块LCD显示屏用于显示测距结果，以及一些电路连接线等。
接下来，我们需要设计电路部分。
首先，将超声波传感器的VCC引脚连接到单片机的5V引脚，将GND引脚连接到单片机的GND引脚。
然后，将超声波传感器的Trig引脚连接到单片机的一些IO口，将Echo引脚连接到单片机的另一个IO口。
最后，将LCD的引脚连接到单片机的相应IO 口，至此电路部分完成。
接下来，我们需要编写相应的软件程序。
首先，我们需要初始化单片机的IO口，将Trig引脚设置为输出模式，Echo引脚设置为输入模式。
然后，我们需要设置中断，以便能够检测到Echo引脚电平的变化。
当超声波传感器发出一次超声波后，Echo引脚将会有一次脉冲输出，该脉冲的宽度与被测物体与测距仪之间的距离成正比。
我们可以通过测量脉冲的宽度来计算出距离。
在进行测距之前，我们需要先发出一段超声波。
通过设置Trig引脚为高电平，持续10us，然后将其设为低电平，即可发出一段超声波。
接下来，我们需要在中断服务函数中记录下Echo引脚电平变化的时间，即可以得到Echo引脚电平变化的时间间隔。
根据声速的传播速度，我们可以将时间间隔转换为距离。
最后，我们将测量到的距离结果显示在LCD屏幕上。
通过调用LCD驱动程序中的相应函数，我们可以将距离结果以字符串的形式显示在LCD屏幕上。
综上所述，基于单片机的超声波测距仪的设计包括硬件电路的设计和软件程序的编写。
硬件电路主要包括超声波传感器、单片机、LCD显示屏等的连接，软件程序则主要包括初始化IO口、设置中断、发出超声波、测量脉冲宽度、计算距离和显示结果等的功能。
基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告
基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告1. 引言超声波测距仪（Ultrasonic Distance Sensor）是一种常用的测距设备，通过发送超声波脉冲并接收其反射信号来测量目标与测距仪之间的距离。
本报告将详细介绍基于stm32单片机的超声波测距仪的设计过程。
2. 设计原理超声波测距仪的基本原理是利用超声波在空气中的传播速度和反射特性来计算目标物体与测距仪之间的距离。
其中，stm32单片机作为测距仪的控制核心，通过发射超声波脉冲并测量接收到的回波时间来计算距离。
2.1 超声波传播速度超声波在空气中的传播速度约为340m/s，可以通过测量超声波往返的时间来计算出距离。
2.2 超声波反射信号当超声波遇到障碍物时，会产生反射信号，测距仪接收到这些反射信号并测量其时间差，再通过计算即可得到距离。
3. 硬件设计本设计使用stm32单片机作为核心控制器，并搭配超声波发射器和接收器模块。
3.1 超声波发射器超声波发射器负责产生超声波脉冲，并将脉冲信号发送到待测物体。
3.2 超声波接收器超声波接收器负责接收从物体反射回来的超声波信号，并将其转换为电信号。
3.3 stm32单片机stm32单片机作为测距仪的核心控制器，负责发射超声波脉冲、接收反射信号并计算距离。
4. 软件设计本设计涉及的软件设计包括超声波信号发射、接收信号处理和距离计算等。
4.1 超声波信号发射使用stm32单片机的GPIO口控制超声波发射模块，产生一定频率和周期的脉冲信号。
4.2 接收信号处理通过stm32单片机的ADC模块，将超声波接收器接收到的模拟信号转换为数字信号，并对信号进行处理和滤波。
4.3 距离计算根据接收到的超声波反射信号的时间差，结合超声波的传播速度，使用合适的算法计算出距离。
5. 实验结果与分析经过实际测试，基于stm32单片机的超声波测距仪达到了预期的效果。
能够精确测量目标与测距仪之间的距离，并显示在相关的显示设备上。
基于单片机的超声波测距系统的设计与实现
毕业设计（论文）题目基于单片机的超声波测距系统的设计与实现系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一五年六月日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:二〇年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇年月日基于单片机的超声波测距系统的设计与实现摘要超声波是一种机械波，其振动频率超过20KHz。
人耳无法捕捉到它，超出了人的听力极限。
具有聚束、定向及反射、透射等机械特性。
这些机械特性正是超声波被利用作为测量距离的重要方法的原因之一。
而超声波具有简单快捷，精确度高和耐用都特点是另一大原因。
本次设计对单片机、超声波和超声波测距原理进行了详细介绍。
更是用STC89C51单片机、HC-SR04超声波模块、DS18B20温度传感器和LCD液晶显示屏通过软件编程的方式设计出了一个简单易操作、经济实用和精度高简易超声波测距仪。
通过误差分析进行了温度补偿，并且做到了可调节测量量程，实现报警等功能。
关键词：单片机；液晶显示；报警；测距Design and implementation of ultrasonic distance measurement system based on MCUAbstractUltrasonic refers to the vibration frequency is greater than 20kHz is equal to the sum of the acoustic wave, the vibration frequency is beyond the range of the human ear hearing, so known as ultrasound. Ultrasonic is mechanical wave. Have the mechanical properties of the polymer, such as the spotlight, orientation, reflection and transmission. These mechanical properties is one of the reasons to be used as an important method of ultrasonic distance measurement. Ultrasound is simple and efficient, high precision and durable character is ticsis nother big reason.This design gives a detailed introduction to the microcontroller,ultrasonic and ultrasonic ranging principle. It is with MCU STC89C51, hc-sr04 ultrasonic module, DS18B20 temperature sensor and LCD display through software programming to design out a simple and easy operation, economy and practicality and accuracy high simple ultrasonic range finder. Through the error analysis of temperature compensation, and to achieve the adjustable measurement range, realize the alarm function.Key words：SCM; LCD; alarm; ranging目录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 课题研究内容和意义 (2)第二章超声波测距的原理 (5)2.1 超声波介绍 (5)2.2 超声波传感器的介绍 (5)2.2.1 传感器的选择 (6)2.2.2 超声波测距的原理 (7)2.2.3 温度补偿 (8)2.2.4 测量盲区 (9)2.3 本章小结 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 系统硬件设计 (10)3.2 单片机概述 (11)3.2.1 STC89C51主要性能特点 (11)3.2.2 STC89C51结构组成 (12)3.2.3 STC89C51内部组成 (14)3.3 超声波发射电路设计 (15)3.3.1 发射电路设计方案 (15)3.3.2 超声波发射器的注意事项 (16)3.4 超声波接收电路设计 (17)3.5 LCD显示部分 (18)3.6 报警部分 (20)3.7 DS18B20部分 (21)3.8 本章小结 (21)第四章系统软件设计 (22)4.1 系统软件设计 (22)4.2 外部中断子程序 (24)4.3 定时器中断子程序 (25)4.4 重要功能实现 (26)4.4.1 实现温度读取功能 (26)4.4.2 实现温度转换声速 (27)4.4.3 实现距离计算 (27)4.5 实验测量数据 (28)4.6 本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)谢辞 (31)附录一（实物图） (32)附录二（Proteus仿真图） (33)第一章绪论1.1 研究的背景和意义随着科技的发展，超声波已经可以对实物做出精确测量。
基于单片机控制的超声波测距系统设计
基于单片机控制的超声波测距系统设计超声波技术是一种非常常用的测距技术，利用超声波在空气中的传播速度和回声原理来实现物体距离的测量。
超声波测距系统是基于这一原理设计的一种系统，可以广泛应用于物体距离的检测和控制领域。
本文将介绍基于单片机控制的超声波测距系统的设计原理、硬件和软件结构，以及系统的性能评估和实际应用。
首先，设计一个基于单片机控制的超声波测距系统需要考虑到硬件的搭建。
该系统主要由超声波发射模块、超声波接收模块、控制单元和显示单元组成。
超声波发射模块用于发送超声波脉冲，超声波接收模块用于接收回波信号。
控制单元则是通过单片机实现对超声波发射和接收模块的控制，同时处理回波信号并计算物体距离。
最后，显示单元用于将测量到的距离值以数字或者图形的形式显示出来。
在硬件搭建的基础上，还需要设计适合的软件算法来实现距离的测量和显示。
首先需要编程单片机实现对超声波发射和接收模块的控制，包括超声波信号的发送和接收，以及回波信号的处理和距离的计算。
在距离的计算方面，需要考虑到超声波在空气中的传播速度，同时考虑到超声波发射和接收模块之间的时间差，从而计算出物体到超声波发射模块的距离。
除了硬件和软件的设计，还需要对系统的性能进行评估。
主要包括系统的精度、测量范围、响应时间和稳定性等方面的评估。
可以通过实验测量不同距离下系统的测量误差，以及系统在不同环境条件下的表现，从而评估系统的性能是否符合实际应用的需求。
在实际应用方面，基于单片机控制的超声波测距系统可以应用于智能家居控制、无人驾驶汽车、智能仓储管理等方面。
例如，可以将该系统应用于智能家居中，通过测量门口到来访者的距离来实现自动开关门的控制；或者可以将该系统应用于无人驾驶汽车中，实现对周围物体距离的检测和避障控制。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，在实际应用中具有很大的潜力和广泛的应用前景。
通过合理的硬件和软件设计，以及系统性能评估和实际应用探索，可以更好地发挥该系统在物体距离测量和控制领域的作用。
基于单片机的超声波测距仪设计与实现
编号：桂林理工大学博文管理学院实习实训课程指导教程——《单片机应用实践》——《电子设计与应用实践》基于单片机的超声波测距仪设计与实现2015年9月摘要由于超声波的指向性强，能量消耗缓慢，在介质中转播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物体位置测量仪等都可以通过超声波来实现。
该系统介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。
该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。
并且描述了系统研制的理论基础，超声波传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的单片机对系统起到了积极的作用。
关键词：单片机；测距；超声波目录1 项目要求 (4)2项目分析和系统设计 (4)3 硬件设计 (4)3.1单片机选型模块 (5)3.2 SDM-IO集成模块 (5)3.3 1602液晶显示模块 (6)3.4系统电源 (6)4 软件设计 (6)4.1主程序 (6)5 系统调试 (7)5.1硬件调试 (7)5.2程序调试 (8)5.3联合调试 (10)6项目演练 (10)7项目总结 (10)附录1电路设计原理图（参考） (11)附录2 PCB设计原理图（参考） .............................................................. 错误！未定义书签。
附录3 关键程序（参考） (12)基于单片机的超声波测距仪设计与实现1 项目要求本系统利用MSP430单片机为核心器件，外加超声波接收、发射电路和报警电路，用动态扫描法实现LCD1602数字显示，完成超声波测距及报警功能。
该系统主要实现的功能如下：1. 测量与被测物体之间的距离，采集室内温湿度（用于声速的温湿度补偿）；2. 采用液晶动态显示与被测物体之间的距离及温湿度等；3. 设置距离阈值，当超过此值时蜂鸣器会发出报警信号，且距离越近发出的声音的频率越高，当与障碍物之间的距离超过最小距离时，红色LED会发亮，实现报警；2项目分析和系统设计由单片机向Trig管脚输入一个10uS以上的高电平,可触发模块测距。
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计超声波测距仪是一种利用超声波测量距离的装置，具有测量速度快、精度高、非接触等特点，在机器人导航、自动控制、无损检测等领域得到了广泛的应用。
随着单片机技术的不断发展，基于单片机的超声波测距仪设计成为了可能，具有体积小、成本低、易于集成等优点。
本文将介绍一种基于单片机的超声波测距仪的设计与实现方法。
超声波测距仪的工作原理是利用超声波的传输特性来实现距离的测量。
超声波发射器发出超声波，超声波在空气中传播，遇到障碍物或被测物体后反射回来，被超声波接收器接收。
根据超声波的传播速度和传播时间，可以计算出超声波发射器与被测物体之间的距离。
一般来说，超声波的传播速度为340m/s，因此，距离计算公式为：距离 =传播速度×时间 / 2。
本设计选用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，该单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，满足系统的要求。
超声波测距仪的硬件部分包括超声波发射器、超声波接收器、单片机控制器和显示模块。
具体设计方案如下：（1）超声波发射器：采用HC-SR04模块，该模块集成了超声波发射器和接收器，输出脉冲宽度为5ms，驱动电压为5V。
（2）超声波接收器：同样采用HC-SR04模块，接收反射回来的超声波信号，并将其转换为电信号输出。
（3）单片机控制器：选用STM32F103C8T6单片机，接收超声波接收器输出的电信号，通过计算得到距离值，并将其输出到显示模块。
（4）显示模块：采用液晶显示屏，用于显示测量得到的距离值。
（1）初始化模块：对单片机、HC-SR04模块和液晶显示屏进行初始化。
（2）超声波发射模块：通过单片机控制HC-SR04模块发射超声波，并开始计时。
（3）超声波接收模块：接收反射回来的超声波信号，并输出到单片机。
（4）距离计算模块：根据超声波的传播速度和传播时间，计算出超声波发射器与被测物体之间的距离，并将其存储在单片机的存储器中。
（5）显示模块：将计算得到的距离值输出到液晶显示屏上。
基于单片机的超声波测距系统的设计
基于单片机的超声波测距系统的设计引言超声波测距技术是一种常用的非接触式测距方法，广泛应用于工业自动化、无人驾驶、智能家居等领域。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计原理和实现方法，以及其在实际应用中的优势和局限性。
一、设计原理基于单片机的超声波测距系统主要由超声波发射器、接收器、单片机和显示装置组成。
其工作原理如下：1.1 超声波发射器发射超声波信号，信号经过空气传播后，被目标物体反射返回。
1.2 超声波接收器接收到反射的超声波信号，并将信号转化为电信号。
1.3 单片机通过IO口控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式，实现信号的发射和接收。
1.4 单片机通过计算超声波信号的往返时间，即可得到目标物体与传感器之间的距离。
1.5 显示装置将测得的距离信息显示出来，供用户参考和使用。
二、系统设计与实现2.1 硬件设计超声波发射器和接收器的选型是系统设计的关键。
通常情况下，超声波发射器和接收器的工作频率应匹配，常用的频率有40kHz和50kHz。
此外，还需选择合适的单片机和显示装置。
2.2 软件设计软件设计主要包括超声波信号的发射和接收控制以及距离计算等功能。
通过编程，可以实现以下功能：2.2.1 控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式。
2.2.2 通过IO口读取接收器接收到的信号，并将其转化为数字信号。
2.2.3 使用定时器测量超声波信号的往返时间。
2.2.4 根据往返时间计算目标物体与传感器之间的距离。
2.2.5 将测得的距离信息显示在显示装置上。
三、系统优势基于单片机的超声波测距系统具有以下优势：3.1 非接触式测距：超声波测距系统可以实现对目标物体的非接触式测距，无需直接接触目标物体，避免了传感器与目标物体之间的摩擦和磨损。
3.2 高精度：超声波测距系统通过测量超声波信号的往返时间，可以实现较高的测距精度，通常可达到毫米级别。
3.3 快速响应：超声波测距系统的测量速度快，响应时间短，适用于需要快速测量的应用场景。
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基于单片机的超声波测距仪的设计与实现可行性研究报告目录摘要 (4)1 绪论 (5)1.1 课题背景，目的和意义 (5)1.2现阶段本课题相关研究现状 (6)1.3 方案论证 (7)1.4本设计相关说明 (9)1.5基于单片机的超声波测距系统 (9)1.6硬件的设计 (11)1.7论文结构的设计 (11)1.8本章小结 (11)2 超声波测距仪的发射与接收系统 (12)2.1发射系统 (13)2.1.1超声波发射器 (13)2.1.2六位反向放大器74LS04 (14)2.1.3超声波发射电路设计 (14)2.2 接收系统 (15)2.2.1接收前置放大电路CX20106 (16)2.2.2 CX20106A的引脚注释 (16)2.2.3超声波接收电路设计 (17)2.3 发射与接收系统产品装配 (18)2.4本章小结 (18)3 信号的处理、控制与输出显示 (19)3.1 信号的处理与控制 (19)3.1.1 微处理器的介绍 (20)3.1.2微处理器AT89S52 (21)3.1.3 最小系统和复位电路 (23)3.2输出与显示 (24)3.2.1 LED数码管显示原理 (24)3.2.2 LED数码管驱动显示原理 (26)3.3信号的处理、控制与输出显示产品装配 (27)3.4本章小结 (28)4 系统软件的设计 (29)4.1超声波测距仪的算法设计 (30)4.2主程序 (30)4.3超声波发射子程序和超声波接收中断程序 (31)4.4.显示子程序 (32)4.5 本章小结 (33)5 电路调试及误差分析 (34)5.1电路的调试 (34)5.2系统的误差分析 (34)5.2.1声速引起的误差 (34)5.2.2单片机时间分辨率的影响 (36)5.3 展望设计 (37)5.4本章小结 (37)结论 (38)致谢 (39)附录 (42)附录一超声波测系统原理图 (42)附录二超声波测系统原理图安装图 (42)附录三超声波测系统原理图PCB图 (43)附录四超声波测距仪产品图 (43)附录五元器件清单 (44)附录六超声波测系统原理图C语言原程序........................... 错误！未定义书签。
摘要：超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。
超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。
正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。
随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。
本设计利用超声波在空气中的传播速度以及在发射器、障碍物和接收器之间传播的时间计算出障碍物的距离，通过一个四位的七段数码管显示出来。
系统的设计主要包括两部分，即硬件电路和软件程序。
硬件电路主要包括单片机电路、发射电路、接收电路、显示电路和复位电路等。
硬件电路以AT89S52单片机为核心，并具有低成本、微型化等特点。
软件程序主要由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
硬件电路和软件程序的有序配合，完善了整个超声波测距系统。
关键词：AT89S52，超声波，测距仪，硬件，软件1 绪论1.1 课题背景，目的和意义超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。
但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。
距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。
而由于超声波的速度相对光速小的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。
超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。
因为它是非接触式的，所以它就能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。
比如要测量有毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之间的距离。
目前基于超声波测距的精度需求和盲区减小的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。
本文结合超声波精确测距的需要，进行了系统的硬件和软件设计，分析了影响超声测距精确度的多种因素，来有效提高测距系统的精度。
1.2 现阶段本课题相关研究现状F.GALton在1876年进行了气哨实验，代表着人类第一次产生的高频声波。
而我国于1956年开始超声的大规模研究。
迄今，我国对超声已经广泛地在的各个领域得到发展和应用，特别要提出的是，其中一些项目能够与国际水平相接近。
超声波测距与定位技术是关于声学以及仪器科学的综合性大学科，由超声波换能器、超声波发射和接收电路、控制电路等组成了利用超声波来测量距离值。
目前在各个领域中都得到了使用，并取得了很好的成果。
R.Kuc.提出了三维的仿生声纳系统，系统可以利用超声波自动的寻找被测目标物体。
它共有五个超声传感器构成这个系统最主要的感知装置。
发射超声波的换能器安装在十字架交叉点，有四个换能器用来接收超声波共分别安装在十字架的边缘位置上。
这样，被测目标的距离与方位能够依据空间几何关系就能算出。
G.Bucci和ndi提出了一种对于输入超声波信号的功率谱算法，该算法利用了信号进行傅里叶变换后功率谱密度中所包含的信号特征确定回波的前沿，更加精确的确定渡越时间。
F.Devand，G.Hayward和J.Soraghan受蝙蝠在夜空中捕食启发，提出了一种具有独特优点的自适应超声成像聚焦系统，对超声成像中图象畸变的消除有重要价值，提高超声图像的分辨率通过使用重叠的频率调制信号。
此使用了不同频率的超声波。
基本理论基础是使用时间和频率信息并且通过改进的算法来解决频域中的合成干涉图，因此该超声成像系统在三维空间有高分辨率的特点。
国内一些学者也作了相关研究。
同济大学设计了基于伪随机码的时延两步相关估计法。
该方法采用PRBS(伪随机二进制信号序列)作为发送信号，通过求互相关函数确定传播时间，由此达到非常高的抗干扰能力。
引入PRBS还节约了用于计算互相关函数通常所必需的乘法。
此外还设想并实现了一个两步相关法以减少处理时间。
借助于数学分析阐述了PRBS的生成，特点和参数选择。
这些思路在测量装置上得以实现。
通过用模拟的噪声信号进行的测试结果表明，测量装置具有很强的抗干扰能力。
哈尔滨工业大学分为两次进行粗测距和精测距。
粗测距先大概估测测距范围，具体的操作是先发送一串超声波，回波信号在控制器计算分析处理。
根据处理的结果设定尽可能合理的鉴幅阂值。
精测距是在此基础之上控制器发送另一串超声波，按照在粗测距中设定的阂值，精测距中的回波前沿被捕捉，实现精确测距目的。
目前，超声技术和扩频通信技术的结合在某些方面已经得到了应用。
西北工业大学应用扩频原理设计了一种液位测量系统，可控声源被使用在其中。
从国内外研究状况可以看出，影响超声波检测精度的因素是测量的超声波传输时间和超声波在介质中的传播速度。
国内外的研究成果使得超声波检测的精度得到了提高，这些处理方法都得到了很好的效果。
由于超声波也是一种声波，其声速V与温度有关。
在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。
如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。
声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。
1.3 方案论证方案一：CPLD实现CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。
是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
由于此方法过于复杂，所以对于本课题不适合。
方案二：模拟电路实现结合模拟电路的一些放大特性等来实现，其精确性比较高，在一些电路中较常用，深的广大用户的喜爱，功耗小，质量高，使用方便，但价格较贵，对本次设计不易，而且可靠性差，比较复杂，控制不方便，所以此方法对于本课题不适合。
方案三:数字电路实现通过数字电路的一些编码和解码特性来设计，但它的精确度不高，容易出现一些不良因数，识字电路虽然集成大于模拟电路但是控制还是不很方便。
所以不适合本设计的要求。
方案四：单片机实现MCS-51系列单片机的推广应用进一步促进我国工业技术的改超以及其他的领域的技术更新，自动化，小型智能化方向迈进并且51系列为人们熟悉，市场占有高，开发系统多，单片机应用的重要意义还在于、它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和方法。
原来必须由模拟电路，数字电路实现的大部分功能，现在已通过单片机由软件方法来实现了，因此超声波测距仪采用单片机为核心进行设计。
方案的比较：方案一的设计复杂，不易检查错误；方案二的设计不易控制；方案三的设计电路烦琐；所以单片机的以其电路简单，方便，成本低等的优点，便于我们使用。
本设计使用单片机实现。
1.4 本设计相关说明根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S52单片机作为主控制器，其中硬件部分主要由超声波发射和接收系统、信号控制和处理系统以及信号的输出和显示系统三个部分组成。
采用AT89S52来实现对各个子模块的控制。
单片机计数器乘以机器周期就是超声波所经历的时间，再用时间乘以声速除以二就可以得到传感器与障碍物之间的距离，并将距离在数码管上予以显示。
软件部分主要有主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序。
具体的硬件、软件设计细节，将在本文第二章、第三章和第四章中详细阐述。
1.5基于单片机的超声波测距系统基于单片机的超声波测距系统，是利用单片机编程产生频率为38kHz的方波，经过发射驱动电路放大，使超声波传感器发射端震荡，发射超声波。
超声波波经反射物反射回来后，由传感器接收端接收，再经接收电路放大、整形，控制单片机中断口。
这种以单片机为核心的超声波测距系统通过单片机记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。
当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个低电平，在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离，结果输出给数码管显示。
利用单片机计时准确，测距精度高，而且单片机控制方便，计算简单。