基于单片机的超声波测距仪的设计参考论文
湖南工业大学本科毕业设计（论文）
1 （2008届）
本科毕业设计（论文）
基于单片机的超声波测距仪的设计
学 院（部）： 电子电气工程系
专 业： 电子信息工程
* * * 名： ***
班 级： 电信041 学号 13
指导教师姓名： 罗德凌 职称 讲师
最终评定成绩
2008 年 06 月
湖南工业大学本科毕业设计（论文）
基于单片机的超声波测距仪的设计
学 院（部）：电 子 电 气 工 程 系
专 业： 电 子 信 息 工 程
学 号： 13
***名： * * *
指导教师： 罗 德 凌 讲师
2008 年 06 月
湖南工业大学本科毕业设计（论文）
I 摘 要
本设计介绍了基于单片机控制的超声测距仪的原理：由AT89C51控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收的往返时间，从而得到实测距离。并且在数据处理中采用了温度补偿的调整，用四位LED数码管切换显示距离和温度。
整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块组成。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，给出了系统构成、电路原理及程序设计。此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合。
关键词：AT89C51，超声波，温度补偿，测距 湖南工业大学本科毕业设计（论文）
II ABSTRACT
The design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument
based on SCMC-controlled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse
and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive
round-trip,thus obtains the measured distance.And the temperature compensation
adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or
temperature by switching.
The entire hardware circuit is composed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic
receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are
integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance
measurement instrument. Based on this has designed system's overall concept, final
adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant
parts have the hardware schematics and process flow chart.It has given the system
constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of
control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme
process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various
parameters measured distance applications.
Keywords:AT89C51, Ultrasonic wave, Temperature compensation, Measure distance 湖南工业大学本科毕业设计（论文）
III 目 录
第1章 绪论 ....................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景 ......................................................................................................1
1.2 课题研究的意义 ......................................................................................................1
1.3 论文结构 ..................................................................................................................2
第2章 超声波测距原理 ............................................................................................3
2.1 超声波简介 ..............................................................................................................3
2.2 超声波测距原理 ......................................................................................................3
第3章 方案论证 ..........................................................................................................5
3.1 设计思路 ..................................................................................................................5
3.2 系统结构设计 ..........................................................................................................6
第4章 主要元件介绍 .................................................................................................7
4.1 单片机AT89C51 .....................................................................................................7
4.2 超声波传感器T40、R40 ........................................................................................9
4.3 温度传感器DS18B20 ...........................................................................................10
第5章 硬件电路设计 ............................................................................................... 11
5.1 超声波发射电路 .................................................................................................... 11
5.2 超声波接收电路 .................................................................................................... 11
5.3 显示电路 ................................................................................................................12
5.4 电源电路 ................................................................................................................13
5.5 复位电路 ................................................................................................................13
第6章 软件设计 ........................................................................................................14
超声波测距论文(含原理图、程序)之欧阳道创编
欧阳道创编 2021.03.06
欧阳道创编 2021.03.06 1 绪论
时间：2021.03.06 创作：欧阳道
当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高，汽车已逐渐进入不少百姓家。汽车使用数量的不断增加，从而由此导致的倒车交通安全问题也非常严重，道路交通压力增加，交通安全问题也是面临严峻挑战。在面临如此严峻的交通安全问题，许多涉及安全问题的汽车辅助系统也纷纷现世。而本设计就是利用单片机知识、传感器知识等，进行的汽车防撞装置的设计，在汽车倒车时，这种装置可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时进行报警。
1.1 课题背景及意义
我国社会经济的不断发展，人们对汽车这种交通工具的依赖性也越来越大，导致了车辆的日益增加在给城市交通不断施加压力的同时，也引发了非常多行车的安全问题。一些由驾驶员反应不够迅速而导致的汽碰擦，还有很多时候是由于驾驶员对离障碍物的距离判断不准确而造成的，如果驾驶员能提前知道障碍物的存在并且知道障碍物的距离，那么驾驶员就能及时地采取措施，从而能避免事故的发生。因此，许多安全系统也应运而生，诸如为了避免交通事故发生的主动安全系统和在发欧阳道创编 2021.03.06
欧阳道创编 2021.03.06 生事故时的防护安全的被动安全系统，而主动安全系统对汽车交通事故的发生能起到避免的作用，所以，主动安全系统的研究更为重要。随着汽车数量的增加，停车场的数量也急剧增加，停车车辆密集，停车人多，所以汽车碰撞亦逐渐增多。而本设计的汽车防撞装置就是主动安全系统，通过对汽车与障碍物之间距离的提示报警避免汽车与障碍物之间的擦碰。本设计要求设计的汽车防撞装置能减少驾驶员的驾驶压力和判断错误，使驾驶员泊车倒车更加安全方便，本设计将对提高交通安全起到重要作用。
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
超声波测距系统是一种常见的测距技术，它利用超声波的特性来测量物体与传感器之间的距离。基于单片机的超声波测距系统是一种常见的应用，它可以广泛应用于工业自动化、智能家居、机器人等领域。
基于单片机的超声波测距系统主要由超声波传感器、单片机、LCD显示屏和电源等组成。超声波传感器是测距系统的核心部件，它可以发射超声波信号并接收反射回来的信号。单片机是控制系统的核心部件，它可以对传感器发射的信号进行处理，并计算出物体与传感器之间的距离。LCD显示屏可以显示测量结果，方便用户进行观察和操作。
在设计基于单片机的超声波测距系统时，需要注意以下几点：
1.选择合适的超声波传感器。传感器的频率和探测距离是选择传感器时需要考虑的重要因素。
2.选择合适的单片机。单片机的处理速度和存储容量是选择单片机时需要考虑的重要因素。
3.编写合适的程序。程序需要能够对传感器发射的信号进行处理，并计算出物体与传感器之间的距离。同时，程序还需要能够将测量结果显示在LCD显示屏上。
4.进行系统测试。在完成系统设计后，需要进行系统测试，确保系统能够正常工作，并且测量结果准确可靠。
基于单片机的超声波测距系统具有测量精度高、响应速度快、体积小等优点，可以广泛应用于各种领域。在未来，随着技术的不断发展，基于单片机的超声波测距系统将会得到更广泛的应用。
基于51单片机的超声波测距仪课程设计报告
毕业论文声明
本人郑重声明：
1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成 果。除了特别加以标注地方外， 本文不包含他人或其它机构已经发表 或撰写过的研究成果。 对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在 文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件 和电子版， 允许此文被查阅和借阅。 本人授权大学学院可以将此文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、 缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本文。
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学位论文作者（签名） ：
年月 关于毕业论文使用授权的声明
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纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等）， 知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业 论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质 版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用任何复制手 段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同 意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直 接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了 解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：
基于单片机控制的超声波测距系统的设计
基于单片机控制的超声波测距系统的设计
一、概述。
超声波测距技术是一种广泛应用的测距技术，它能够非常精确地测量物体到传感器的距离。本文介绍的基于单片机控制的超声波测距系统主要由控制模块、信号处理模块和驱动模块三部分组成。其中，控制模块主要实现超声波信号的发射与接收，信号处理模块主要实现对测量结果的处理和计算，驱动模块主要实现对LED灯的控制。
二、硬件设计。
1.超声波发射模块：采用 SR04 超声波发射传感器，并通过单片机的
PWM 输出控制 SR04 的 trig 引脚实现超声波信号的发射。
2.超声波接收模块：采用SR04超声波接收传感器，通过单片机的外部中断实现对超声波信号的接收。
3.控制模块：采用STM32F103单片机，通过PWM输出控制超声波发射信号，并通过外部中断接收超声波接收信号。
4.信号处理模块：采用MAX232接口芯片，将单片机的串口输出转换成RS232信号，通过串口与上位机进行通信实现测量结果的处理和计算。
5.驱动模块：采用LED灯，通过单片机的GPIO输出控制LED灯的亮灭。
三、软件设计。
1.控制模块：编写程序实现超声波信号的发射与接收。其中，超声波发射信号的周期为 10us，超声波接收信号的周期为 25ms。超声波接收信号的处理过程如下： （1）当 trig 引脚置高时，等待 10us。
（2）当 trig 引脚置低时，等待 echo 引脚为高电平，即等待超声波信号的回波。
（3）当 echo 引脚为高电平时，开始计时，直到 echo 引脚为低电平时，停止计时。
（4）根据计时结果计算物体到传感器的距离，将结果通过串口输出。
2.信号处理模块：编写程序实现接收计算结果，并将结果通过串口与上位机进行通信。具体步骤如下：
（1）等待串口接收数据。
（2）当接收到数据时，将数据转换成浮点数格式。
（3）根据测量结果控制LED灯的亮灭。
以上就是基于单片机控制的超声波测距系统的设计。该系统能够通过精确测量物体到传感器的距离并对测量结果进行处理和计算，能够广泛应用于各种实际场合。
基于单片机的超声波测距系统设计
龙源期刊网
基于单片机的超声波测距系统设计
作者：顾国荣 鲍骏成 李海乐
来源：《沿海企业与科技》2012年第02期
［摘 要］ 超声波技术是一项应用十分广泛的实用的非接触式技术。它具有传播距离远、聚向性能好、能源在传播过程中消耗缓慢等优点，而超声波测距更是借助了超声波的上述优点外还有如原理简单易懂、相关配件价格实惠等优势而被大量推崇。文章首先介绍超声波测距的测距原理和系统构架，然后分别对制作超声波测距的硬件电路和软件编程思路进行阐述，最后介绍调试超声波测距仪中的一些测试结果。
［关键词］ 单片机；超声波；测距系统
［基金项目］ 上海市工程技术大学大学生创新项目（A-0800-10-122）
［作者简介］ 顾国荣，上海工程技术大学大四学生，上海，201620；鲍骏成，上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海，201620；李海乐，上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海，201620
［中图分类号］ TP274.53 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）02-0042-0004
众所周知，城市轨道交通的检修为了不打扰正常的运营通常放在半夜进行，而在此过程中如要进行一些非接触式的检测项目时，往往由于现场的光线昏暗或是检测条件有限，通常是由检修的老员工通过自己多年的经验来主观判断是否存在误差。这样凭自己的主观工作经验而下的判断无疑是给列车的安全出行埋下了安全隐患。超声波测距技术正是一项非接触式的测距技术，它具有传播距离远、能量消耗少、聚向性能佳等优势，特别适用于传播媒介是空气的应用环境之中。由于在空气中波速较慢，因此容易检测出反射信号的信息，具有很强的分辨能力。同时，它能做到实时控制和检测可靠优势而使其具有很高的工业实用价值，因此它被广泛地应用，而且价格相对低廉，不会给企业和个人使用增加太多的成本负担。
基于单片机的超声波测距仪设计
本科毕业设计论文
题 目 基于单片机的超声波测距仪设计
专业名称
学生姓名
指导教师
毕业时间 2014.06
毕业 任务书
一、题目
基于单片机的超声波测距仪设计
二、指导思想和目的要求
随着科学技术的快速发展，超声波在测距工程中的应用将越来越广泛。相对毫米波测距、激光测距等其他测距的方式，超声波测距具有成本低、精度高、使用方便、应用范围广等优点。在实际应用中超声波测距指向性强、能耗缓慢、受环境因素影响较小，被广泛的应用于井深、液位、管道长度、倒车等短距离测量。
以单片机为核心结合超声波测距传感器实现超声波测距仪的设计。
三、主要技术指标
1. 研究超声波测距原理，
2. 完成基于单片机的超声波测距仪硬件电路设计。
3. 完成基于单片机的超声波测距仪的软件设计，并进行调试。
四、进度和要求
第01周----第02周： 查找相关资料，对英文资料进行翻译；
第03周----第04周： 熟悉超声波测距仪各个硬件组成和软件编程流程，进行论证、开题、撰写开题报告；
第05周----第08周： 绘制电路原理图，编写程序和调试。
第09周----第13周： 利用Proteus 进行仿真实现；
第14周----第16周： 撰写毕业设计论文，论文答辩。
五、主要参考书及参考资料 设计
论文 [1] 赵建领，薛园园等主编的单片机开发与应用技术详解平[M]电子工业出版社，2009.
[2] 李朝青，单片机原理及接口技术（第3版） [M]北京航空航天大学出版社，2005.
[3] 薛小玲，刘志群，贾俊荣，单片机接口模应用与开发实例详解[M]北京航天航空大学出版社，2010.
[4] 谭浩强，C++面向对象程序设计.清华大学出版社，2006.
[5] 赵建领，薛园园等主编的单片机开发与应用技术详解[M] 电子工业出版社，2009.
超声波测距的原理及设计
超声波测距的原理及设计
摘要 超声波频率高、波长短、衰减缓慢、指向性强,所以在短距离测试广泛应用。本文基于mcs-51单片机,实现通过超声波的发射和接收来检测距离,方法简单,实用性好。
关键词 mcs-51单片机;压电式超声波换能器;cx20106a红外检波芯片
中图分类号tb51+7 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)22-0222-02
0 引言
由于超声波的频率高,波长短,传播过程衰减慢,指向性好等特点,使其广泛的应用于各种距离检测的场合。比如生产流水线经常要进行物位的检测以调节皮带的转速或进料的量;勘测机器人的壁障都需要不断的检测障碍距自身的距离来判断行走的方向,当然这需要在不同的方位(通常为前、后、左、右4个方位)都要安装相应的超声波测距装置,来检测不同方向的距离,通过相关的算法来选择最佳穿越路径等等,这些都是超声波检测的应用。
所以,本文基于mcs-51单片机来设计一个典型的超声波测距装置。
1 超声波发生和接收器
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;另一类是用机械方式产生超声波。它们的区别在于产生的超声波频率、功率和声波特性方面不同,所以它们用途也不同。目前在近距离测试方面,采用压电式超声波换能器是比较常见的。
压电式超声波换能器的结构很简单,由两个压电晶片和一个共振板组成。如果在压电晶片两极上施加频率为其固有频率的输入电压信号时,压电晶片将会产生共振,并带动共振板振动(共振板相当于一个放大器)产生超声波。如果不在压电晶片两极上加电压,那么当共振板接收到超声波时,会迫使压电晶片振动,这样就将机械能转化为电信号,可以通过cx20106a芯片进行检波构成里超声波接收器,再送往mcs-51单片机进行处理即可测距。
2 超声波测距原理与硬件设计
2.1 超声波发生器设计
如图1:wave端接单片机的p1.0口,通过定时器产生40khz的方波送入74ls04非门,
基于单片机的超声波测距器设计
科技信息 ０机械与电子０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１０年第３１期 基于单片机的超声波测距器设计 张 （重庆工程职业技术学院 荣 中国重庆４０００３７） 【摘要】超声波测距器，可以应用于液位、井深、管道长度的测量等场合，也可用于如一些工业现场的位置监控。要求测量范围在０．１Ｏ一 ５ ＯＯｍ，测量精度１ｃｍ，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。 【关键词】单片机；超声波；测量距离 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｍｅｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ ＺＨＡＮＧ Ｒｏｎｇ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０００３７，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅｌ，ｗｅｌｌ ｌｅｎｇｔｈ，ｔｕｂｅ ｄｅｐｔｈ ｉｎ ｓｕｃｈ ｓｉｔｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｃａｒ ｂａｃｋｉｎｇ，ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｉｔｅｓ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ０．１０ ａｎｄ ５．００ ｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｌｅａｒ ａｎｄ ｓｏｕｎｄ，ｔｈｅｉｒ ｄａｔａ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｗｉｔｈｉｎ １ａｍ．ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｈａｉ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｓｅｔ；Ｕ１ｔｒａｓｏｕｎｄ；Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ １ 设计要求 ３系统硬件电路设计 设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以 及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量 等场合。要求测量范围在０．１Ｏ一３．００ｍ，测量精度ｌｃｍ，测量时与被测物 体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。 ２设计思路 超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于２ＯｋＨｚ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（ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）。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１２．０ＭＨｚ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 ３．１单片机系统及显示电路 单片机采用８９Ｓ５１或其兼容系列。采用１２ＭＨｚ高精度的晶振，以 获得较稳定的时钟频率，减小测量误差。单片机用Ｐ１．０端口输出超声 波转化器所需的４０ＫＨｚ方波信号，利用外中断０口检测超声波接受 电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的４位共阳ＬＥＤ数码 管，段码用７４ＬＳ２４４驱动，位码用ＰＮＰ三极管驱动。单片机系统及显 示电路如图３所示。 图２超声波测距板原理框图
超声波测距系统 基于51单片机的超声波倒车测距报警系统设计
引言
超声波是一种频率在20KHz以上的机械波，在空气中的传播速度约为340 m／s(20°C时)。超声波可由超声波传感器产生，常用的超声波传感器两大类：一类是采用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波，目前较为常用的是压电式超声波传感器。由于超声波具有易于定向发射，方向性好，强度好控制，对色彩、光照度不敏感，反射率高等特点，因此被广泛应用于无损探伤，距离测量、距离开关、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。
1 系统原理框图
本设计的整体框图如图1所示，主要由超声波发射，超声波接收与信号转换，按键显示电路与温度传感器电路组成。超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差T，然后求出距离S=CT／2，式中的C为超声波波速。在常温下，空气中的声速约为340m／s。由于超声波也是一种声波，其传播速度C与温度有关，在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。因本系统测距精度要求很高，所以通过对温度的检测对超声波的传播速度加以校正。超声波传播速度确定后，只要测得超声波往返的时间，如图2所示，即可求得距离。这就是超声波测距系统的基本原理。
2 超声波信号的发射与接收电路
发射部分电路如图3所示，主要由脉冲调制信号产生电路，隔离电路以及驱动电路组成，用来为超声波传感器提供发送信号。脉冲调制信号产生电路中通过单片机对 555定的复位(RESET)端的控制，使555定时器分时工作从而生产生脉冲频率为40KHz，周期为30ms的脉冲调制信号，信号波形如图2所示，本设计中一个周期内发送10个脉冲信号。隔离电路主要是由两个与非门组成，对输出级与脉冲产生电路之间进行隔离。输出级由两个通用型集成运放TL084CN 组成，由于超声波传感器的发射距离与其两端所加的电压成正比，因此要求电路要产生足够大的驱动电压，其基本原理就是一个比较电路，当输入信号 Vi>2．5V时，运放A的输出电压VA=+12V，运放B的输出电压VB=-12V，当输入信号Vi<2．5V时，运放A的输出电压 VA="-12V"，运放B的输出电压VB=+12V，所以在超声传感器两端得到两个极性完全相反的对称波形，即VB=-VA，所以加在超声波传感器两端的电压V=VA-VB=2VA，其两端的电压可达到24V，从而保证超声波能够发送较远的距离，提高了测量量程。
超声波测距仪原理与实验分析毕业论文
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1 / 44 撰写人：硕
1 引言
我们生活的世界充满了各种可听的声信号。在科学史上，人们很久以前对声音信号就有了认识，声学是最早发展的学科之一。我国两千多年前的先时期，在乐律和乐器的研究方面，对声学的发展做出了重要的贡献。在国外，19世纪，声学已成为具有现代意义的科学并发展到相当高的水平。然而由于超声是人耳听不到的信号，直到18世纪，人们在研究蝙蝠、海豚等动物时，才推测自然界中存在超声。
现代声学已经涵盖了从10-4Hz—1014Hz的频率围，相当于从大约3小时振动一次的次声到波长短于固体中原子间距的分子热振动，即跨越了1018量级的宽广频段。频率高于人类听觉上限频率(约20000Hz)的声波，称为超声波,或称超声。现代科技的迅速发展对检测技术提出了更高的要求，各种计量检测技术都向非接触、高灵敏度、智能化、微型化方向发展。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。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。不仅在工业中，在日常生活中超声测距也有着广泛的应用。本设计就是一种利用超声波作为媒介的测距装置，它能够通过单片机的控制来进行测距并可以数码显示。其优点是使用方便，精度高，可编程控制，可用于危险场地等的非接触式测距。
2 超声技术的发展与应用
2.1 超声技术的发展
利用超声波测量己知基准位置和目标物体表面之间距离的方法，称为超声波测距法。
利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御与捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。由于超声波的速度相对于光速要小. . . .