超声波测距实验报告
完整word版超声波测距试验报告
超声波测距系统实物设计报告设计要求一. 更新,,动态显示测量结果,数字显示清晰,无数字叠加1. 测量距离不小于0.3米秒左右。
时间约为0.5 显示精度0.01米。
2.测量精度优于0.1米, ”报警。
蜂鸣器发出”嘀嘀距离小于3.0.3米时, ,指示灯显示超量程。
测量距离超过1.0米时4.系统设计思路二. 原理框图 1.射发超声波器2.系统组成模块（一）40KHZ方波产生电路1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过理论计算加上微调电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波，当R2远大于R1时，矩形波的占空比接近50%，可近似为方波。
2、单元电路如下图；3、参数计算：、仿真结果：4．（二）2Hz时钟信号发生电路：1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
其中占空比在70%以上。
2、单元电路如下所示：参数计算：R1=710K欧，R2=375欧，C1=1微F17kHz时钟信号发生电路：（三）通过定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，利用分析：5551、理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
、单元电路如下所示：2、参数计算：3 C5=47nfR2=395R1=1K欧，欧，；4、仿真5、功能：数字显示的测量结果要求动态更新时间约0.5秒左右，所以要求一个频率约2Hz的时钟信号来控制刷新数据，保证结果显示稳定不闪烁。
三，调试说明首先要在示波器上稳定的出现5个波形，40khz的方波，17khz的方波，加上接收头之后的波形，经过347放大之后的正弦波，2hz经过非门整形之后的波形；其中值得注意的就是40khz的占空比一定要精确的得到50%，这个和你测试的准确度和高度直接相关，我们在提高高度的过程中其中一个步骤就是回过头来再去调整40khz的准确度。
17khz的一定是占空比小于40%，这个最直接的影响是测试精度，我们尝试在17khz之后不接非门就是占空比大于50%，测试结果是不准确的。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告1. 实验目的1.掌握超声波测距的基本原理；2.熟悉超声波测距仪器的使用；3.培养实验操作能力和数据处理能力。
2. 实验原理超声波测距是利用超声波在空气中的传播速度和反射原理，通过测量超声波发射和接收之间的时间间隔来计算被测物体与测距仪之间的距离。
超声波在空气中的传播速度约为 340 m/s。
3. 实验器材与步骤3.1 器材1.超声波测距仪；2.连接线；3.测量物体。
3.2 步骤1.连接超声波测距仪与电源；2.打开超声波测距仪，进行自检；3.将测量物体放置在合适的位置；4.调整超声波测距仪的测量范围；5.记录测量数据；6.分析数据，计算距离。
4. 实验数据与分析本实验共进行五次测量，记录数据如下：序号 | 测量距离（cm） | 误差（cm） |— | ———— | ——– |1 | 150.0 | 2.0 |2 | 152.5 | 1.5 |3 | 148.0 | 2.0 |4 | 151.0 | 1.0 |5 | 149.5 | 1.5 |平均距离 = (150.0 + 152.5 + 148.0 + 151.0 + 149.5) / 5 = 150.0 cm最大误差 = 2.0 cm最小误差 = 1.0 cm5. 实验总结本次实验掌握了超声波测距的基本原理和操作方法，通过对测量数据的分析，得出被测物体与测距仪之间的平均距离为 150.0 cm，最大误差为 2.0 cm，最小误差为 1.0 cm。
实验结果表明，超声波测距技术在实际应用中具有较高的准确性和可靠性。
6. 建议与改进1.在实验过程中，要确保测量物体与测距仪之间的距离在测距仪的测量范围内；2.提高实验操作技巧，减小人为误差；3.后续可以尝试使用不同类型的超声波测距仪进行实验，比较其性能和精度。
7. 实验拓展7.1 超声波测距的应用领域超声波测距技术广泛应用于工业、农业、医疗、交通、安防等领域，例如：1.工业领域：测量物体的尺寸、厚度、距离等；2.农业领域：测量土壤湿度、作物高度等；3.医疗领域：测量人体内部器官的距离、厚度等；4.交通领域：车辆测距、速度检测等；5.安防领域：监控设备、报警系统等。
超声测距模块实验报告
一、实验目的1. 理解超声波测距的基本原理。
2. 掌握超声波测距模块的硬件连接与软件编程。
3. 学习使用超声波测距模块进行距离测量。
4. 了解超声波测距在实际应用中的优势与局限性。
二、实验原理超声波测距是利用超声波在介质中传播的速度和距离之间的关系来测量距离的一种方法。
当超声波发射器发出超声波时，它会遇到障碍物并反射回来。
通过测量发射和接收超声波之间的时间差，可以计算出障碍物与发射器之间的距离。
超声波在空气中的传播速度大约为340m/s。
设超声波发射器与接收器之间的距离为d，超声波从发射器传播到障碍物并返回所需的时间为t，则有：\[ d = \frac{v \times t}{2} \]其中，v为超声波在空气中的传播速度，t为超声波往返所需的时间。
三、实验设备1. 超声波测距模块HC-SR042. STM32单片机开发板3. 调试工具4. 电源5. 导线四、实验步骤1. 硬件连接（1）将超声波测距模块的VCC、GND、TRIG和ECHO引脚分别连接到STM32单片机的3.3V、GND、GPIO和中断引脚。
（2）将STM32单片机的电源和地连接到实验平台的电源。
2. 软件编程（1）编写STM32单片机的程序，用于控制超声波测距模块。
（2）程序主要包含以下功能：- 初始化GPIO和中断引脚；- 发送触发信号；- 读取回响信号；- 计算距离；- 显示距离。
（3）使用HAL库函数实现上述功能。
3. 调试与测试（1）将程序烧录到STM32单片机中。
（2）使用调试工具检查程序运行情况。
（3）调整超声波测距模块的位置，测试不同距离下的测量结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据通过实验，得到以下数据：| 距离（cm） | 测量值（cm） || :--------: | :--------: || 10 | 9.8 || 20 | 19.7 || 30 | 29.6 || 40 | 39.5 || 50 | 49.4 |2. 数据分析实验结果表明，超声波测距模块的测量精度较高，误差在±1cm以内。
超声波雷达测距实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，了解超声波雷达测距的原理和实现方法，掌握超声波传感器的基本使用技巧，并学会利用STM32单片机进行数据处理和显示，从而完成一个简单的超声波雷达测距系统。
二、实训器材1. STM32F103单片机开发板2. HC-SR04超声波传感器模块3. OLED显示屏4. 连接线5. 电源三、实训原理超声波雷达测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度来测量距离。
当超声波传感器发射超声波时，它会遇到障碍物后反射回来，通过测量超声波从发射到接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器之间的距离。
四、实训步骤1. 硬件连接：- 将HC-SR04超声波传感器模块的两个引脚分别连接到STM32单片机的GPIO引脚。
- 将OLED显示屏的相应引脚连接到STM32单片机的SPI或I2C接口。
- 将电源连接到STM32单片机和超声波传感器模块。
2. 软件设计：- 编写STM32单片机的初始化程序，配置GPIO引脚、SPI/I2C接口等。
- 编写超声波传感器的控制程序，用于控制超声波传感器的发射和接收。
- 编写数据处理程序，用于计算超声波从发射到接收的时间差，从而得到距离值。
- 编写OLED显示屏的显示程序，用于显示距离值。
3. 程序实现：- 使用STM32 HAL库函数或直接操作寄存器来实现程序。
- 通过定时器中断来实现超声波传感器的时序控制。
- 使用查表法或直接计算法来实现距离值的转换。
4. 系统测试：- 将系统放置在测试环境中，调整测试距离，观察OLED显示屏上显示的距离值是否准确。
- 分析测试结果，找出系统误差的来源，并进行优化。
五、实训结果与分析1. 测试结果：- 在不同的测试距离下，OLED显示屏上显示的距离值与实际距离基本相符，说明系统具有较高的测量精度。
2. 误差分析：- 超声波在空气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响，导致测距误差。
- 超声波传感器的响应时间存在一定的延迟，也会导致测距误差。
超声波测距实验报告
目录1、课题设计的目的和意义 (3)2、课题要求 (3)2.1、基本功能要求 (3)2.2、提高要求 (4)3、重要器件功能介绍 (4)3.1、CX20106A红外线发射接收专用芯片 (4)3.2、AT89C51系列单片机的功能特点 (5)3.3、ISD1700优质语音录放电路 (6)4、超声波测距原理 (8)4．1、超声波测距原理图 (8)4.2、超声波测距的基本原理 (9)5、硬件系统设计 (10)5.1、超声波发射单元 (10)5.2、超声波接收单元 (11)5.3、显示单元 (11)5.4、语音单元 (12)5.5、硬件设计中遇到的难题： (12)6、系统软件设计 (14)7、调试与分析 (15)7.1调试 (15)7.2误差分析 (15)8、总结 (16)9、附件 (17)9.1、总电路 (17)9.2、主要程序 (18)10、参考文献 (22)1课题设计的目的及意义随着科学技术的快速发展，超声波在测距仪中的应用越来越广，但就目前技术水平而言，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来，超声波测距作为一种新型的非常重要有用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。
如声纳的发展趋势：研究具体的高定位精度的被动测距声纳，以满足军事和渔业等的发展需求，实现远程的被动探测和识别。
毋庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。
超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以他就能够在某些场合或环境比较恶劣的环境下使用。
比如测有毒或者有腐蚀性化学物质的液面高度或者高速公路上快速行驶汽车之间的距离。
随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最注重发展到具有创造力。
超声波测距 实验报告
Q1
40106
图 6
7490 芯片的时钟接前一位的 Q3。最低位 7490 芯片的时钟接 17kHz TTL 方波（由信号 发生器提供）和闸门波形相与（或者相与非）的结果。闸门波形由下图所示的电路产生：
1 发(Q1)
D
SET
Q
Q3
CLR
Q
收
图 7
4、报警电路。
图 8
此部分的功能是通过存储器（用 74161 芯片）保存计数值，在报警时间（如图 8）内用 组合逻辑电路对计数值进行比较。若计数值小于 30（cm） （且小于存储器中的值） ，则利用
实验日期 2010-7-13~2010-7-15
实验室
222
座位号
23
清华大学电子工程系
电子技术课程设计 实验报告
超声波测距系统
班级 无 82 学号 2008011098 姓名 刘硕 交报告日期 2010-7-17
【实验任务】
1. 测量距离不小于 0.5m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.05m，显示精度 0.01m。 2.测量距离不小于 1.0m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.01m，显示精度 0.01m 3.测量距离不小于 2.0m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.01m，显示精度 0.01m 距离小于 0.3m 时，用蜂鸣片发出间歇式的“嘀一嘀”声响报 警。 4*.显示无跳动、闪烁，距离小于 0.3m 且距离变近时，用蜂鸣片发出间歇式的“嘀一嘀” 声响报警。
Ix<30cm Q3 BDC
图 10
实现距离小于 30cm 且距离变近报警的电路：
超声波测量检测实训报告
一、实验目的1. 熟悉超声波测量检测的基本原理和实验方法；2. 掌握超声波测距仪器的操作技能；3. 学会利用超声波测量检测技术进行实际应用；4. 提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理超声波是一种频率高于人类听觉上限（20kHz）的声波。
超声波在介质中传播时，其传播速度与介质的密度、弹性模量等因素有关。
超声波测量检测技术利用超声波的这些特性，通过测量超声波在介质中的传播时间或反射时间来获取距离信息。
三、实验仪器与设备1. 超声波测距仪；2. 超声波发射器；3. 超声波接收器；4. 数字示波器；5. 电源；6. 测量距离的标尺；7. 实验平台。
四、实验内容1. 超声波测距仪器的使用与操作；2. 超声波传播速度的测量；3. 超声波反射系数的测量；4. 超声波衰减系数的测量；5. 超声波测距的实际应用。
五、实验步骤1. 超声波测距仪器的使用与操作（1）打开超声波测距仪，调整仪器至正常工作状态；（2）根据实际需求，选择合适的测量模式（如距离测量、速度测量等）；（3）将超声波发射器固定在实验平台上，确保发射器与接收器之间的距离固定；（4）将超声波接收器放置在距离发射器一定距离的位置；（5）启动超声波测距仪，观察测量结果。
2. 超声波传播速度的测量（1）根据实验要求，设置超声波发射器与接收器之间的距离；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度。
3. 超声波反射系数的测量（1）将超声波发射器与接收器之间的距离设置为固定值；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度；（4）利用超声波传播速度和超声波发射器与接收器之间的距离，计算超声波的反射系数。
4. 超声波衰减系数的测量（1）根据实验要求，设置超声波发射器与接收器之间的距离；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度；（4）利用超声波传播速度和超声波发射器与接收器之间的距离，计算超声波的衰减系数。
超声波测距仪实训报告
超声波测距仪实训报告一、实训目的本次超声波测距仪实训的主要目的是让我们深入了解超声波测距的原理和应用，通过实际操作和调试，掌握超声波测距仪的设计、制作和调试方法，提高我们的实践动手能力和解决问题的能力，同时培养我们的团队合作精神和创新思维。
二、实训原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度和往返时间来计算距离。
超声波发生器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，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。
已知超声波在空气中的传播速度为 340 米/秒，根据计时时间 t 就可以计算出发射点距障碍物的距离 s，即 s ＝ 340t/2。
三、实训设备与材料1、超声波传感器模块（包括发射探头和接收探头）2、单片机开发板3、显示屏4、杜邦线若干5、面包板6、电源适配器四、实训步骤1、硬件电路设计将超声波传感器模块与单片机开发板进行连接，使用杜邦线将发射探头连接到单片机的某个输出引脚，接收探头连接到单片机的某个输入引脚。
将显示屏连接到单片机的相应引脚，以便显示测量到的距离值。
2、软件编程选择合适的编程语言和开发环境，如 C 语言和 Keil 软件。
编写初始化程序，包括单片机引脚的配置、定时器的设置等。
编写超声波发射和接收的控制程序，实现超声波的发射和接收，并计算往返时间。
根据距离计算公式，将计算得到的距离值转换为合适的格式，并通过显示屏进行显示。
3、系统调试硬件调试：检查电路连接是否正确，电源是否正常，传感器是否工作正常等。
软件调试：通过单步调试、设置断点等方式，检查程序的执行流程和计算结果是否正确。
综合调试：将硬件和软件结合起来进行调试，不断修改和优化程序，直到系统能够稳定准确地测量距离。
五、实训过程中遇到的问题及解决方法1、测量误差较大问题描述：测量得到的距离值与实际距离存在较大偏差。
原因分析：可能是由于超声波在空气中的传播受到温度、湿度等环境因素的影响，也可能是由于硬件电路的干扰或者软件算法的不完善。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超声波测距实验报告
一．实验规划
1.在网上寻找同型号超声波原理图，并理解。
2.向学长询问队里关于超声波测距的资料。
3,根据资料将硬件电路搭好，然后一边消化资料，一边学习单片机的相关知识。
4,将上一届的程序看懂，然后稍加改动，以适应自己的单片机开发板环境。
5，有不懂得地方，先自己琢磨，实在琢磨不透就请教队里的学长和学姐。
6，不断地调试程序，使得测距更加精准。
7，进行距离和角度测量的实验，并记录数据
8，进行数据分析，探究影响超声波测距精度的原因以及传感器性能的好坏。
二．数据处理
超声波发散角的大小
被测物体表面平整
实
际距离
11.1 16.1 21.1 26.1 31.1 36.1 41.1 46.1 51.1 56.1 61.1 66.1 71.1 76.1 81.1 86.1 91.1 96.1 101.1 显
示距离
10.2 15.5 20.5 25.9 30.7 35.7 40.7 45.3 51.1 55.7 61 66.1 71.1 76.3 81.2 86.3 91.5 95.9 101.3 误
差大
小
0.9 0.6 0.6 0.2 0.4 0.4 0.4 0.8 0 0.4 0.1 0 0 0.2 0.1 0.2 0.4 0.2 0.2
被测物体表面凹凸不平
显示值
9.2 14,5 20.8 25.9 30.4 35.6 41 45.5 51.1 58.6 61.6 66.3 71.9 76.2 81.4 86.5 91.2 96.8 102.1 实际值
11.1 16.1 21.1 26.1 31.1 36.1 41.1 46.1 51.1 56.1 61.1 66.1 71.1 76.1 81.1 86.1 91.1 96.1 101.1 误差
1.2 1.6 0.3 0.2 0.7 0.5 0.1 0.6 0
2.5 0.5 0.2 0.8 0.1 0.3 0.4 0.1 1
被测物体的长为91cm，宽为61cm
实际值1
1
1
12
1
3
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
显示值9
9
.
4
1
9
.
7
11
9.
4
1
3
14
0.
5
14
9.
8
16
0.
4
17
0.
2
18
0.
7
19
0.
1
20
0.
5
21
0.
9
22
0.
4
23
1.
1
24
0.
5
25
0.
9
26
0.
2
27
1.
1
27
9.
8
29
0.
9
30
1.
8
30
9.
7
32
0.
7
33
0.
3
34
1.
4
35
1.
1
36
1.
7
37
1.
3
38
1.
2
39
1.
6
40
0.
1
误差0
.
6
.
3
0.
6
-0
.5
0.
2
-0
.4
-0
.2
-0
.7
-0
.1
-0
.5
-0
.9
-0
.4
-1
.1
-0
.5
-0
.9
-0
.2
-1
.1
0.
2
-0
.9
-0
.8
0.
3
0.
7
-0
.3
-1
.4
-1
.1
-1
.7
-1
.3
-1
.2
-1
.6
-0
.1
被测物体长为60cm，宽为45cm
实际值1
1
1
1
2
1
3
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
3
2
33
34
35
36
37
38
39
40
显示值9
9
.
5
1
1
.
9
1
1
9
.
6
1
3
.
8
14
0.
9
15
0.
1
16
0.
7
17
0.
6
18
0.
6
18
9.
6
20
0.
2
21
1.
7
22
0.
6
23
0.
9
24
1.
1
25
0.
7
26
0.
3
27
0.
5
28
1.
3
29
1.
3
30
0.
9
31
1.
6
3
2
2
33
2.
4
34
2.
2
35
2.
1
36
2.
5
27
2.
7
38
2.
1
39
2.
7
40
3.
4
误差值0
.
5
-
.
9
.
4
-
.
8
-0
.9
-0
.1
-0
.7
-0
.6
-0
.6
0.
4
-0
.2
-1
.7
-0
.6
-0
.9
-1
.1
-0
.7
-0
.3
-0
.5
-1
.3
-1
.3
-0
.9
-1
.6
-
2
-2
.4
-2
.2
-2
.1
-2
.5
-2
.7
-2
.1
-2
.7
-3
.4
三．实验总结
1前四组实验数据，超声波传感器所测为1m以内的实物的距离，实验结果表明测量精度与被测物体表面积有关，与被测物体的表面平整程度无关，超声波的发散角与被测物体的距离有关，且与被测物体距离越近，超声波发散角越大，（在10cm以内接近40）当与被测物体距离超过56cm时，发散角在15度以内。
2.后两组实验数据，超声波传感器所测为1m到4m的实物的距离，实验结果表明测量精度与被测物体的表面积和测量距离有关，且被测物体表面积越大，实验误差越小，测量距离越近，实验误差越小。
（注：超声波只能测平面）。