基于单片机汽车倒车测距仪设计
基于单片机和超声波的倒车测距仪
基于单片机和超声波的倒车测距仪刘娜【摘要】司机在倒车时主要借助反光镜和后玻璃窗来观察车后障碍物,但总有死角存在,长车身车辆倒车更是不便.介绍一种基本单片机控制的超声波倒车测距仪,能解决以上问题,成本低、体积小、随意拆卸,还可以做为单片机实训课题给学生使用.测量距离2cm~4m,精度为3mm,对温度进行补偿以提高精度.测量结果能实时显示在汽车里的液晶屏上,同时进行语音提示.可以任意设置最小报警距离,达到极限值时,声光报警.通过以电子产品为载体的单片机实训课程,学生不但提高了学习兴趣,还为将来从事电子产品的设计、检测奠定了坚实的基础.【期刊名称】《传感器世界》【年(卷),期】2016(022)004【总页数】5页(P33-37)【关键词】单片机;超声波;倒车测距仪【作者】刘娜【作者单位】辽宁机电职业技术学院,辽宁丹东118009【正文语种】中文【中图分类】TP273一、引言汽车给生活带来便利的同时，也出现一些不安全因素，例如倒车时发生的安全事故占总交通事故的25%。
[1]汽车倒车测距仪（以下简称测距仪）由单片机、超声波传感器、显示模块和语音模块等组成。
通过语音提示和显示提醒，帮助司机了解车后情况，提高倒车安全性。
超声波测距具有成本低、精度高、可靠，使用方便、应用广泛、实时性好等优点，完全能满足泊车时倒车的需要[1]。
二、测距仪的原理1、超声波测量原理超声波测距采用的是非接触式测量，具有不受光线、被测对象颜色、材质等因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高。
超声波测距的方法很多，其中渡越时间检测法实现起来简单，成本低，可测距离范围较大。
渡越时间法超声波测距原理图如图1所示。
利用超声波发射探头（T）发出一串超声波信号，遇到障碍物后反射返回，到达超声波接收探头。
超声波探头与被测物体之间存在以下关系：其中，s —超声波探头与被测物体之间的距离，单位：m；c —超声波在空气中的传播速度，单位：m/s；t —超声波接收时间，单位：s ；d —被测距离，单位：m；h —超声波传感器发射器与接收器之间的距离，单位：m。
单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计
单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计汽车倒车测距仪是一种能够帮助驾驶员识别周围障碍物并确保安全倒车的装置。
在汽车倒车测距仪的设计中，单片机起到了核心作用。
本文将详细介绍单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计。
汽车倒车测距仪一般由超声波传感器、蜂鸣器、显示屏和控制单元组成。
超声波传感器负责检测离车辆最近的障碍物距离，蜂鸣器负责发出警告声音，显示屏用于显示距离信息，控制单元则负责接收传感器的输入信号，处理数据并控制其他模块的工作。
在设计单片机控制单元时，首先需要选择合适的单片机芯片。
一般来说，选择具有较多GPIO（通用输入输出）口的单片机可以很好地满足设计要求。
常见的单片机如STC89C52、AT89S52等都是经典的选择。
接下来，需要编写相应的程序代码。
在程序的设计中，需要考虑以下几个方面：1.硬件初始化：设置GPIO口的输入输出方向，配置传感器和其他外设的工作模式。
2.数据采集：通过超声波传感器获取到周围障碍物的距离信息，并将其转化为电压信号输入到单片机的模拟输入口。
通过定时中断或者外部中断的方式触发采集动作，并将采集到的数据存储在单片机的RAM中。
3.数据处理：将采集到的距离数据进行计算和处理，判断是否需要发出警告信号。
可以设置一个合理的临界值，当距离低于该值时，触发蜂鸣器发出警告声音。
此外，还可以根据距离的变化情况进行数据平滑处理，以减少误差。
4.控制输出：根据距离数据的处理结果，控制蜂鸣器的开关状态。
一般来说，通过GPIO口的高低电平控制蜂鸣器的开关。
5.显示输出：将采集到的距离数据通过显示屏进行显示，方便驾驶员观察。
可以选择液晶显示屏、数码管等合适的显示装置。
除了上述核心功能之外，还可以进一步完善功能。
例如可以增加倒车影像系统，通过摄像头和液晶显示屏将后方的图像实时显示出来；还可以增加倒车雷达系统，通过多个传感器进行距离测量，实现更准确的倒车辅助功能。
综上所述，单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计主要包括硬件初始化、数据采集、数据处理、控制输出和显示输出等功能。
基于单片机实现的超声波汽车倒车探测器倒车雷达
摘要超声波汽车倒车探测器是一种能够实时显示车后障碍物状况的汽车倒车辅助装置。
在现实生活中应用十分广泛。
本文根据声波在空气中可定向发射和反射的原理，以超声波换能器为接口部件，应用单片机技术设计了一套超声波测距系统。
文章提出了微处理器控制的超声波汽车倒车测距系统的设计方案。
微处理器计算超声波从发射到接收的时间，在数据处理中采用温度补偿技术对超声波在空气中的传播速度进行修正，计算出距离，并根据障碍物与车尾的距离远近情况发出不同等级的报警声，同时显示车后障碍物与车体的距离。
论文概述了超声波探测器的发展状况及基本原理。
对测距系统发射、接收、检测、显示等部分的设计方案进行了分析。
从系统的性能需求、实用要求出发，对系统组成、检测原理和方法作出选择并对软硬件进行了设计。
文章详细叙述了系统的硬件设计过程，并给出了系统软件设计程序流程图，通过误差分析，说明了系统应用的实用性。
目录前言 (1)1 概述 (2)1.1选题的意义 (2)1.2 超声波汽车倒车探测器的应用和发展现状 (2)2 设计方案分析 (5)2.1测距方式和提示方式比较 (5)2.1.1测距方式 (5)2.1.2 预警提示方式 (7)2.2 方案确定 (8)2.2.1 测距探测器方案 (10)2.2.2 超声波发射方案 (11)2.2.3超声波回波接收方案 (11)2.2.4 温度测量及补偿方案 (12)2.2.5 显示及报警方案 (12)3 硬件电路设计 (13)3.1 硬件框图 (13)3.2 单片机最小系统设计 (14)3.3超声波发送电路设计 (15)3.4超声波接收电路设计 (17)3.5 温度测量电路设计 (20)3.6 报警电路设计 (21)3.7 显示电路设计 (22)3.8 电源电路设计 (24)3.8.1 +5V和+12V稳压电源 (24)3.8.2 稳压电源电路 (25)3.9 器件说明 (26)3.9.1 AT89C2051单片机 (26)3.8.2 超声波传感器 (27)4 软件设计 (28)4.1 系统软件结构 (28)4.2 初始化程序 (31)4.3测温电路程序 (31)4.4 中断程序设计 (36)4.5 报警及显示驱动程序 (38)5 效能分析 (40)参考文献 ............................ 错误!未定义书签。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞系统。
论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统。
该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。
论文概述了倒车雷达的发展及基本原理，整个电路采用模块化设计，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。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
关键字：单片机超声波AT89C51一、引言1、倒车雷达设计的背景至今世界汽车工业经过了近122年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少剐蹭事件。
本次设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计开发的。
该系统将微技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过液晶显示屏显示距离。
2、倒车雷达的发展状况经济的发展和科学技术的进步，推动着交通运输业朝行驶高速化，车流密集化和驾驶非职业化的方向发展。
同时，汽车的生产量和保有量都在急剧增加。
基于89C51单片机的汽车倒车测距仪的毕业设计
东莞职业技术学院毕业论文汽车倒车测距仪的设计学生姓名：黄瑜学号：201330140307年级专业：2013级电子信息工程技术指导老师：胡叶容系部：电子工程系广东·东莞提交日期：2016年5月目录目录 (I)摘要 (II)1前言 (1)1.1课题研究的意义和背景 (1)1.2国内的发展现状 (1)1.3设计思想及方案论证 (2)1.3.1设计要求 (2)1.3.2总体方案论证与选择 (2)2 硬路设计 (3)2.1系统硬件设计及组成 (3)2.1.1总体方案组成框图 (3)2.1.2超声波测距模块 (3)2.1.2单片机最小系统 (4)2.1.3时钟电路 (7)2.1.4复位电路 (8)2.1.5 蜂鸣器报警模块 (8)2.1.6 显示模块 (9)2.1.7 键盘接口模块 (10)2.2 焊接 (10)3 软件设计 (12)3.1程序流程 (12)3.2数据处理（距离计算）、显示以及报警函数 (12)4调试及误差分析 (14)4.1硬件调试 (14)4.2硬软件联调 (14)4.3测试结果分析 (16)4.3.1测试中仪器仪表 (16)4.3.2 数据分析 (16)4.3.3超声波测距误差分析 (16)5总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)汽车倒车测距仪的设计作者：黄瑜指导老师：胡叶容(东莞职业技术学院2013级电子信息工程技术，东莞 523808)摘要随着汽车的日益普及，由于人为原因而产生的碰撞问题也日益增多，而倒车碰撞占碰撞事故的大部分。
为提高汽车驾驶和倒车的安全性，设计了一种基于AT89C52的汽车倒车测距仪的系统。
该系统利用超声波在空气中传播遇障碍物反射的原理，以超声波传感器为借口部件，应用AT89C52单片机利用超声波在空气中的时间差来数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车仪能精确测量车后障碍物的距离，实时发出报警信号，使驾驶员能时刻链接倒车时车后的环境并采取积极有效的处理措施，从而实现汽车驾驶的安全。
基于单片机汽车倒车测距仪的设计——开题报告
毕业设计(论文)开题报告系部电子信息专业计算机控制姓名学号题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计指导教师一、毕业设计论文开题报告论文题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计课题来源1、选题背景和意义随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。
由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。
倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。
有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。
经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。
倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。
倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。
该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性[1]。
2、主要工作思路本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。
分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。
软件设计中，通过C语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。
论文构成主要由以下部分组成：第 1 章为绪论。
包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。
第2章为系统总体设计思想及方案论证。
首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求，详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计，然后提出本系统总的方案设计。
基于单片机的超声波测距仪任务书
XXXX学院XX系
专业方向课程设计任务书
题目基于单片机的超声波测距仪汽车倒车雷达设计_________________ 指导教师______________ 一、小组成员信息及分工：
、设计的主要内容:
采用HC-SR04超声波传感器进行测距，超声波测到的距离实时显示到数码管上。
当测出的实际距离小于设定值时，LED灯亮起、蜂鸣器响起发出报警信号。
三、设计的主要技术指标：
①可测量的范围：0.05m--5.5m
②可设置报警距离：通过按键加减操作修改报警距离
四、设计的基本要求及应完成的成果：
①单片机主控模块：采用51系列单片机作为主控芯片。
②用HC-SR04超声波模块测距。
③数码管显示单元：实时显示测出的距离。
④报警单元：采用蜂鸣器报警。
⑤按键单元：通过按键设置安全距离。
五、设计的进度安排：
2017410-2017415 :搜集资料、杳阅资料，复习专业课程知识，形成初步设计思路。
六、设计应收集的资料及主要参考文献:。
基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计
摘要随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。
但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统尤为重要。
汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。
它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。
关键词：单片机；倒车；测距仪ABSTRACTWith the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important.Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety.Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder目录第1章绪论 (2)1.1 课题研究的意义和背景 (2)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述 (3)1.4研究内容及论文的安排 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 设计方框图 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)第3章系统硬件各主电路设计 (6)3.1 超声波的介绍 (6)3.2 超声波测距原理 (7)3.3超声波发射电路设计 (8)3.4 超声波接收电路设计 (9)3.5 HC-SR04超声波测距模块 (10)3.6 显示模块设计 (13)3.7 报警电路设计 (14)3.8单片机控制电路设计 (15)第4章系统的软件设计 (16)4.1 系统的主程序设计 (16)4.2 系统的子程序设计 (19)第5章结论 (20)致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
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- - -机电职业技术院毕业设计（论文）作者：真学号：********系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计指导者：平王建青评阅者：2011 年05 月- - - 毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要目录1绪论 (1)2 超声波传感器的介绍 (2)2.1超声波传感器的概述 (2)2.2 超声波传感器的特点 (3)2.3超声效应 (3)2.4超声波传感器的应用 (4)3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5)3.2 单片机的特点 (5)3.3 单片机的应用 (5)3.4 AT89C51单片机的介绍 (6)4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9)4.1 设计的思路 (9)4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9)5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14)5.1 主程序编制及流程图 (16)5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16)5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17)5.4信号处理程序 (18)5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的容及用途…………………………. .21结论………………………………………………………………………..................23 致 (25)参考文献 (26)1 绪论汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。
驾驶员不但可以直接观察被显示的距离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。
特别适用于长车身车辆倒车。
仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。
监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。
监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。
接线盒包括电器盒主体，电器盒主体设有电器插座，所述电器插座与电器盒主体。
由于本实用新型中电器插座与电器盒主体之间为拆分式结构连接，根据车型需要，当汽车的电气电路或电气连接变更时，不用重新开发电器盒模具，只需拔掉电器插座，在其空位上安装另一个不同结构的电器插座，快速便捷。
探测器是用来探测汽车后障碍物离车距离及时反馈给电路，保证倒车安全性。
利用超声测距技术与单片机设计制作出超声波汽车倒车测距仪。
该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术，通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警，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，提高了驾驶安全性。
目前国一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。
本设计可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车。
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术更新快。
在自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
2 超声波传感器的介绍2.1 超声波传感器的概述2.1.1 超声波传感器的含义超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
2.1.2 超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF。
首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。
因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。
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要求。
超声波发生器可以分为两类：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。
本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。
2.2 超声波传感器的特点超声波传感器实质上是一种可逆的换能器。
一方面，它将电振荡的能量转变为机械振荡，形成超声波;另一方面，它又将接收的超声波能量转变为电振荡。
因此超声波传感器可分为发送器及接收器。
典型的产品是在空气中传播的小型超声波传感器。
2.3 超声效应当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应，包括以下4种效应：1.机械效应。
超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。
当超声波流体介质中形成驻波时,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。
超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）。
2.空化作用。
超声波作用于液体时可产生大量小气泡。
一个原因是液体局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。
另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。
空洞为液体蒸汽或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。
因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。
破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。
与空化作用相伴随的摩擦可形成电荷，并在气泡因放电而产生发光现象。
在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。
3.热效应。
由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。
4.化学效应。
超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。
例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。
这些现象的发生总与空化作用相伴随。
超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。
超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。
各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变。
2.4 超声波传感器的应用1.超声波距离传感器技术的应用超声波传感器包括三个部分:超声换能器、处理单元和输出级。
首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。
如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以2,即为反射超声波的物体距离。
把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。
超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。
2.超声波传感器在医学上的应用超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。
3.超声波传感器在测量液位的应用超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。
超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。
4.超声波传感器在测距系统中的应用超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压(其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔t,故被测距离为S=1/2vt。
如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。
超声波测距适用于高精度的中长距离测量。
3 单片机的介绍3.1单片机的定义单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
3.2 单片机的特点系统单片机主要有如下特点：1.有优异的性能价格比。
2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。
单片机把各功能部件集成在一块芯片上，部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。