参考文献 14  

1 绪论：

1.1 选题的背景及研究意义

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，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。超声波智能测距仪具有广泛的实际用途，超声波测距仪广泛应用于生活、军事等各个领域，如施工建筑单位对空间距离的测量、汽车倒车防撞系统、潜水艇的超声波探测定位系统[1]。

本设计是由指导老师提出的设计要求，本人设计的一个工程设计。该设计可广泛用于生活、军事等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且具有一定的编程能力，综合运用以上知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机中的程序对超声波信号进行分析、计算、处理最后在LED数码管上显示出来，并且能够实现报警功能。测量范围在0.27m——4.0m,测量精度0.03m,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。

随着人们生活水平的提高，城市发展建设的加快，城市车辆逐渐增多，因为停车不当而造成的交通事故也越来越多。为了避免此类事故的发生，一个能够直观测出汽车与障碍物之间的距离的装置就变得十分重要。它可以及时将车辆与障碍物之间的距离反应出来，给司机以更准确的信息和更多的反应时间，减少事故的发生[2]。

1.2 超声波测距的发展趋势

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,超声波方法在以下几方面具有明显的优势：

    （1） 相对于声波，超声波具有定向性好、能量集中、在传输过程中的衰减较小、反射能力较强等优势。

（2） 相对于光学方法，超声波的波速小，可以直接测量较近目标的距离，纵向分辨率较高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。特别是在海洋勘测方面具有独特的优点。

（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，易于小型化与集成化。

随着科学技术的快速发展，超声波将的应用将越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的超声波技术还十分有限，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。目前对超声波高精度测距系统的需求越来越大。展望未来，超声波作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，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。未来的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，死角问题也能得以解决。

2 超声波测距系统总体设计

2.1 声波测距系统设计的目的和要求

（1）超声波测距系统的设计目的

这个设计的主要通过超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻同时开始计时，超声波在空气中传播，途中遇到障碍物就立即返回来，超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为c（默认值为340m/s），从超声波信号发送到接收器接收到返回信号所用的时间为t，由此可以计算出超声波发射点距障碍物的距离s。计算公式为s=(c×t)/2，其中s为被测物与测距仪的距离，c为声速，t为声波往返所用的时间。

要设计出超声波测距仪，首先超声波传感器发射部分发射超声波信号的同时要让定时器0开始计时；再要让超声波传感器接受部分接受超声波信号的同时让定时器停止计时；最后要使计时的时间转换为测量的距离，并且要达到一定的精度。这个设计中，用定时器0计时，端口判断接收超声波信号。这样可以把测量的时间转化为测量的距离值，又可以使测量达到所需要的精度。 AT89S52单片机倒车雷达防撞报警器系统的设计+电路图+程序(2):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_66447.html