PLC超声波测距实验报告082039140程稳

超声波测距实训报告姓名：孙志平专业：应用电子技术目录超声波测距实训报告 (1)目录 (2)１绪论 (3)1.1 课题背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 课题研究内容及章节安排 (5)2 总体方案论证 (6)2.1 设计方案论证 (6)2.1.1 测距传感器 (6)2.2 系统方案 (7)3.1 单片机系统设计 (9)3.1.1 单片机的选择 (9)3.1.2 单片机引脚功能 (10)3.1.3 单片机最小系统 (13)3.2 超声波发射和接收电路设计 (14)3.2.1 超声波发射电路设计 (15)3.2.2 超声波接收电路设计 (15)3.2.3 HR-SR04超声波集成模块 (16)3.3 显示报警模块设计 (18)3.3.1 液晶片显示模块设计 (18)3.3.2 报警模块设计 (19)3．4 系统整体电路 (20)4 系统软件设计 (21)4.1 主程序设计 (21)4.2 中断处理程序 (23)4.3 计算及显示模块设计 (24)4.4 报警模块设计 (26)5 硬件组装及性能调试 (26)6 结论及展望 (29)结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 整体电路图................................................................................................ 错误！未定义书签。

附录B 程序清单 (33)１绪论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。

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。

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。

超声波测距仪-实习总结第一篇：超声波测距仪-实习总结电子实习总结2010-2011学年第一学期，08级电气工程及其自动化专业电子实习与09级电气工程及其自动化专业数字电子技术课程设计，所采用的题目均是“超声波无线测距仪设计”。

该题目是贯彻机电系教学改革精神，根据实践教学要求，新近设计研发的实习内容。

经过两周的实习过程，对于其中一些进步的方面与发现的问题进行总结，以便为接下来的教改工作提供有价值的参考。

对于此次设计过程，一些收获令人满意：第一，从教师团队的角度来说，是一次比较成功的锻炼机会。

无论对于设计研发的老师，还是对参与实习指导的老师，都从中得到了全方面的提高。

相对于原先的教学套件，本设计从理论基础，到软硬件设计，老师们都能够做到深刻理解，熟练掌握。

因此在实习过程中，指导的针对性相较以往，有了明显的进步。

学生反响较好。

同时，在实习结束时进行答辩，有效的提高了教师对于学生掌握实践效果的认识，能够更好的指导下一步的工作。

第二，从学生角度来说，一周的时间，严格按照实习大纲安排，进行了全方面的理论学习，到元器件焊接，最后进行设计分组答辩。

时间紧凑，内容充实。

从实习答辩过程与实习报告的反馈来看，大家都能够做到主动思考，积极求解。

尤其是对于一些成绩相对较差的学生，在实习过程中表现非常主动，令人印象深刻。

尤其在答辩过程中，将固定的“老师问——学生答”方式实现反转，变成“学生问——教师答——教师问——学生答”，用答疑的方式，鼓励学生们发现问题，解决问题。

这种尝试，对于实习过程总结与提高意义重大。

尤其是鼓励每名同学积极主动的寻找问题，用启发式的问题促进每个人去思考问题，符合我们教学改革的目的。

同时，让每名老师的身份由“考官”变为考生，也能够很好的促进教师们的学习能力，为更好的了解学生所想，打下基础。

建议将此经验进行系内教研讨论。

第三，从系部角度来说，由于教学改革势在必行，因此由任课教师设计有针对性的实习内容也是大势所趋。

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，掌握超声波测距仪的设计、制作和调试方法，了解超声波测距的原理和特点，提高动手能力和创新思维。

二、实训内容1. 超声波测距原理超声波测距仪是利用超声波的传播速度和反射原理进行距离测量的设备。

当超声波发射器发射超声波信号后，遇到障碍物会反射回来，接收器接收反射信号，通过计算超声波往返时间，即可得到距离。

2. 超声波测距仪设计（1）硬件设计本次实训所设计的超声波测距仪主要由以下模块组成：1）超声波发射模块：采用超声波发射器产生40kHz的超声波信号。

2）超声波接收模块：采用超声波接收器接收反射回来的超声波信号。

3）单片机模块：采用AT89S51单片机作为主控制器，负责控制超声波发射、接收、数据处理和显示。

4）显示模块：采用四位共阳数码管显示距离。

5）电源模块：采用稳压电源为整个系统供电。

（2）软件设计1）初始化：设置单片机工作状态，初始化各个模块。

2）超声波发射：单片机控制超声波发射器发射超声波信号。

3）超声波接收：单片机控制超声波接收器接收反射回来的超声波信号。

4）数据处理：计算超声波往返时间，根据超声波在空气中的传播速度，计算出距离。

5）显示：将计算出的距离显示在数码管上。

3. 超声波测距仪调试（1）硬件调试：检查各个模块的连接是否正确，确保电路正常工作。

（2）软件调试：编写程序，调试单片机控制程序，使超声波测距仪能够正常工作。

三、实训过程1. 硬件制作（1）按照电路图连接各个模块，焊接电路板。

（2）组装超声波发射器、接收器和数码管。

2. 软件编写（1）根据超声波测距原理，编写程序实现超声波发射、接收、数据处理和显示功能。

（2）调试程序，确保超声波测距仪能够正常工作。

3. 调试与测试（1）检查电路连接是否正确，确保电路正常工作。

（2）调试单片机控制程序，使超声波测距仪能够正常工作。

（3）进行实际测量，测试超声波测距仪的测量精度和稳定性。

四、实训结果与分析1. 测量精度通过实际测量，超声波测距仪的测量精度在1厘米以内，满足日常使用要求。

超声测距实验报告一、实验目的本次超声测距实验的主要目的是研究和掌握利用超声波进行距离测量的原理和方法，并通过实际操作和数据分析，评估测量系统的精度和可靠性。

二、实验原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，其在空气中传播时具有良好的指向性和反射特性。

超声测距的基本原理是利用超声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间差来计算距离。

具体计算公式为：距离＝（超声波传播速度×传播时间）／ 2 。

在常温常压下，空气中超声波的传播速度约为 340 米/秒。

通过测量超声波从发射到接收的时间间隔 t，就可以计算出距离。

三、实验仪器与材料1、超声测距模块：包括发射探头和接收探头。

2、微控制器：用于控制超声模块的工作和处理数据。

3、显示设备：用于显示测量结果。

4、电源：为整个系统供电。

5、障碍物：用于反射超声波。

四、实验步骤1、硬件连接将超声测距模块的发射探头和接收探头正确连接到微控制器的相应引脚。

连接电源，确保系统正常供电。

将显示设备与微控制器连接，以便显示测量结果。

2、软件编程使用相应的编程语言，编写控制超声模块工作和处理数据的程序。

实现测量时间的计算和距离的换算，并将结果输出到显示设备。

3、系统调试运行程序，检查系统是否正常工作。

调整发射功率和接收灵敏度，以获得最佳的测量效果。

4、测量实验将障碍物放置在不同的距离处，进行多次测量。

记录每次测量的结果。

五、实验数据与分析以下是在不同距离下进行多次测量得到的数据：｜距离（米）｜测量值 1（米）｜测量值 2（米）｜测量值 3（米）｜平均值（米）｜误差（米）｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 048 ｜ 052 ｜ 050 ｜ 050 ｜ 000 ｜｜ 10 ｜ 095 ｜ 105 ｜ 100 ｜ 100 ｜ 000 ｜｜ 15 ｜ 148 ｜ 152 ｜ 150 ｜ 150 ｜ 000 ｜｜ 20 ｜ 190 ｜ 205 ｜ 195 ｜ 197 ｜ 003 ｜｜ 25 ｜ 240 ｜ 255 ｜ 245 ｜ 247 ｜ 003 ｜｜ 30 ｜ 290 ｜ 305 ｜ 295 ｜ 297 ｜ 003 ｜通过对实验数据的分析，可以看出在较近的距离（05 米至 15 米）内，测量误差较小，基本可以准确测量。

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。

一、实习背景随着科技的不断发展，超声波测距技术逐渐在各个领域得到广泛应用。

为了提高自身实践能力，了解超声波测距技术在实际应用中的原理和操作，我参加了本次超声波测距实习。

二、实习目的1. 了解超声波测距的基本原理及工作流程；2. 掌握超声波测距仪的使用方法及注意事项；3. 培养动手能力和团队合作精神；4. 提高对超声波测距技术在实际应用中的认识。

三、实习内容1. 超声波测距原理及工作流程超声波测距是利用超声波在介质中传播的速度和反射原理来测量距离的一种技术。

当超声波发射器发出超声波后，在遇到障碍物时，部分超声波会被反射回来。

通过测量发射超声波和接收反射超声波之间的时间差，可以计算出障碍物与测距仪之间的距离。

超声波测距工作流程如下：（1）发射器发射超声波；（2）超声波遇到障碍物后反射回来；（3）接收器接收反射回来的超声波；（4）计算发射和接收之间的时间差；（5）根据超声波在介质中的传播速度，计算出障碍物与测距仪之间的距离。

2. 超声波测距仪的使用方法及注意事项（1）使用前，确保超声波测距仪的电源充足，避免因电量不足导致测量误差；（2）将测距仪放置在平稳的表面上，避免因震动导致测量误差；（3）调整测距仪的量程，使其适应被测物体的距离；（4）根据需要，调整测距仪的发射角度，确保超声波能够有效传播；（5）在测量过程中，避免测距仪受到其他信号的干扰；（6）测量完成后，关闭测距仪，确保设备安全。

3. 实际操作在实习过程中，我们使用超声波测距仪对实验室内的物体进行了测量。

具体操作如下：（1）将测距仪放置在平稳的桌面上；（2）调整测距仪的量程，使其适应被测物体的距离；（3）调整测距仪的发射角度，确保超声波能够有效传播；（4）按下测距仪的测量按钮，开始测量；（5）观察测距仪的显示屏，读取测量结果；（6）重复以上步骤，对多个物体进行测量。

四、实习心得通过本次超声波测距实习，我深刻认识到以下几方面：1. 超声波测距技术在实际应用中的重要性；2. 掌握超声波测距仪的使用方法及注意事项对于提高测量精度至关重要；3. 动手能力在实践过程中得到了锻炼，为今后的工作积累了宝贵经验；4. 团队合作精神在实习过程中得到了体现，为今后的团队协作打下了基础。

超声波测距报警器实验报告一、实验目的本实验旨在设计并实现一个基于超声波的测距报警器，通过测量物体与传感器之间的距离，当距离小于设定的阈值时，触发报警装置，以实现对特定区域的距离监测和预警功能。

二、实验原理超声波测距是通过测量超声波在空气中的传播时间来计算距离的。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，碰到障碍物后反射回来，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，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离 s，计算公式为：s ＝ 340t/2 。

三、实验设备与材料1、超声波传感器模块（包括发射器和接收器）2、微控制器（如 Arduino 开发板）3、蜂鸣器4、显示屏（用于显示测量距离）5、杜邦线若干6、电源（如电池盒或 USB 电源）四、实验步骤1、硬件连接将超声波传感器的 VCC 引脚连接到电源的正极端，GND 引脚连接到电源的负极端。

将超声波传感器的 Trig 引脚连接到微控制器的数字输出引脚，Echo 引脚连接到微控制器的数字输入引脚。

将蜂鸣器的正极连接到微控制器的数字输出引脚，负极连接到电源的负极端。

将显示屏连接到微控制器的相应引脚。

2、软件编程使用 Arduino 开发环境编写控制程序。

首先，设置微控制器的引脚模式，包括输入和输出引脚。

然后，在主循环中，通过向 Trig 引脚发送一个短脉冲来触发超声波传感器发送超声波。

等待 Echo 引脚变为高电平，开始计时；当 Echo 引脚变为低电平时，停止计时，并根据时间计算距离。

将计算得到的距离与设定的阈值进行比较，如果小于阈值，驱动蜂鸣器报警，并在显示屏上显示距离和报警信息。

3、调试与测试编译并上传程序到微控制器。

进行实物测试，逐步调整传感器的位置和方向，以及阈值的大小，观察报警效果和距离测量的准确性。

五、实验结果与分析1、距离测量结果在不同距离下进行多次测量，记录测量值。

超声波测距实验报告超声波测距实验报告引言：超声波测距是一种常见的测量技术，广泛应用于工业、医学和科学研究领域。

通过发射超声波并测量其返回时间，我们可以计算出被测物体与传感器之间的距离。

本实验旨在探究超声波测距的原理和应用，并通过实际操作验证其可靠性和准确性。

实验步骤：1. 实验器材准备：超声波传感器、数字示波器、计算机等。

2. 连接电路：将超声波传感器与数字示波器和计算机相连。

3. 设置参数：根据实验要求，设置传感器的工作频率和测量范围。

4. 发射超声波：通过控制电路，使传感器发射超声波信号。

5. 接收信号：传感器接收到返回的超声波信号，并将其转换为电信号。

6. 数据处理：将接收到的信号传输到计算机，并使用相应的软件进行数据处理和分析。

7. 计算距离：根据超声波的传播速度和返回时间，计算被测物体与传感器之间的距离。

实验结果：经过多次实验，我们得到了一系列距离数据，并进行了统计和分析。

结果表明，超声波测距的准确性较高，误差在合理范围内。

同时，我们还观察到在不同环境条件下，超声波的传播和测量结果可能会受到一定的影响。

例如，声波在空气中的传播速度与温度和湿度有关，因此在不同的环境下，需要进行相应的修正。

实验讨论：超声波测距技术在许多领域中都有广泛应用。

在工业领域，它可以用于测量物体的距离、检测障碍物并进行避障等。

在医学领域，超声波测距被应用于超声诊断、医学成像等。

此外，超声波测距还可以用于地震勘探、水下探测等科学研究领域。

然而，超声波测距也存在一些局限性。

首先，超声波在传播过程中会受到物体的吸收、散射和衍射等影响，从而导致信号衰减和失真。

其次，超声波的传播速度与介质的性质和温度有关，因此在不同的介质中，需要进行相应的修正和校准。

此外，超声波测距还受到传感器的分辨率和灵敏度等因素的限制，影响了其测量的精确度。

结论：通过本次实验，我们深入了解了超声波测距的原理和应用。

实验结果表明，超声波测距是一种准确可靠的测量技术，具有广泛的应用前景。

超声波测距实训报告
超声波测距实训报告
一、实验目的
1. 掌握超声波测距的原理和方法；
2. 学习使用超声波模块进行测距；
3. 验证超声波测距的准确性和可靠性。

二、实验原理
超声波测距原理是利用超声波传播速度较快、能够穿透介质的特性来测量距离的一种方法。

通过发射超声波信号并接收回波信号，根据信号的往返时间来计算距离。

超声波模块一般由超声波传感器和控制电路组成。

超声波传感器会发射一束超声波信号，并接收回波信号。

控制电路会计算信号往返时间，并转换为距离值。

三、实验步骤
1. 将超声波模块与Arduino主板通过引脚连接；
2. 在Arduino上编写程序，设置超声波模块的引脚模式，并读取距离值；
3. 将Arduino通过USB线连接到电脑上，并上传程序；
4. 打开串口监视器，观察并记录测得的距离值；
5. 移动障碍物，再次记录距离值，并与实际距离进行对比。

四、实验数据
实验中我们测得的距离值如下：
实际距离（cm）测得距离（cm）
10 9.8
20 19.6
30 29.4
五、实验结果分析
通过实验数据可以看出，超声波测距的结果与实际距离十分接近，测距精度较高。

但是由于超声波信号的传播受到环境影响，如空气温度、湿度等，可能会有一定的误差。

同时，超声波测距的有效范围也受限于传感器的特性。

六、实验结论
通过本次实验，我们成功掌握了超声波测距的原理和方法，并验证了其准确性和可靠性。

超声波测距在实际应用中具有较高的测量精度和稳定性，广泛用于物体检测、避障等领域。

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。

课题名称：超声波测距仪班级：应用电子0901：吴星超学号：0503090128指导老师：文博前言随着人类社会从工业化社会到信息化社会的发展，视觉传达设计经历了商业美术、工艺美术、印刷美术设计、装潢设计、平面设计等几大阶段的演变，最终成为以视觉媒介为载体，利用视觉符号表现并传达信息的设计。

对于每一位“为传达而设计”的设计者来说，如何正确、充分地传达信息是我们始终要面临的中心问题。

但是，在当今社会，由于科技的进步，社会环境和社会秩序的更新，各种视觉媒介的充斥，影响着人们的思维、观念和感情，仅仅把传达信息的关键词定位于正确和充分显然是不够的。

鉴于时代的要求与设计本质的要求，必须要把视觉传达设计的创新重视起来，以创新为前提充分准确地传达信息。

设计界存在着大量的抄袭、模仿之作，使得设计活动成为一种程式。

比如一说到大学标志，就等于是篆书外加一个圆托印章；一谈到VIS设计，便是大量相同的模版拷贝；一说到数码的视觉符号，就是一大堆蚂蚁般的“1”+“0”；一谈到商品的广告，就是戴眼镜的博士或美女的推荐代言等等。

人们无时无刻都被这些“东施效颦”的设计所侵犯和骚扰，这些设计给我们带来了视觉污染，人们不禁要问：设计究竟怎么了？面对这些，我们每一个设计师都责无旁贷。

现在该是大力宣扬“设计创新”的时候了，因为这个时代比以往任何时期都更需要清晰而独创的视觉传达设计。

那么，视觉传达设计的创新究竟体现在哪些方面？目录一、超声波测距仪的制作 (3)1.1 超声波测距的原理 (3)1.2 超声测距仪的硬件电路 (5)1.2.1回流信号放大电路 (5)1.2.2 信号检波电路 (6)1.3超声波测距程序设计 (7)二、总结： (20)三、参考文献 (20)一、超声波测距仪的制作1.1 超声波测距的原理根据相关的物理学知识，声音在介质中如空气和石头中传播时，其衰减特性与其频率相关，频率越高越不容易衰减，相应地其传播距离越远。

当声音的频率在20KHz以上的围时，超出了人耳的听觉围，变成了超声波，可以传播较远的距离而不衰减，且其本身的信号频率特性不容易受环境噪音的干扰。

广东水利电力职业技术学院课程设计/实训报告（2013-2014学年第2学期）学生：提交日期：2014年6月27日学生签名：学号学院自动化系课程名称单片机接口技术任课教师教师评语：成绩评定教师签名超声波测距摘要：使用单片机处理系统对超声波模块的控制并对超声波模块输出的信号进行处理，主要功能是测距。

低于100CM时会通过蜂鸣器报警。

关键词：单片机、超声波、测距Ultrasonic rangingAbstract: the use of single chip microcomputer processing system of ultrasoniccontrol module and signal of the ultrasonic moduleoutput processing, the main function is to distance. Below 100CM the buzzer alarm.Keywords: single chip microcomputer, ultrasonic, ranging一、设计要求及目标1.阅读相关文献，学习超声波测距原理；2.根据网上提供的用户说明，熟悉所提供的超声波模块接口特性。

3.设计并搭建超声波测距电路，调试电路，令模块正常工作。

4.加载传感器的单片机驱动程序，实现测距功能，并确定测试范围，进行误差分析：1）距离的测定：根据测距公式，如果测试距离是4米，那么模块输出的高电平时间将是多久？如果测试距离是2cm，模块输出的高电平时间又是多久？采用周期性查询（模块输出高电平时间）的方法，测量模块输出高电平的时间。

请问该查询周期时间设定为多少合适？2）根据电路连接图，设计单片机的测距程序。

将测试距离以cm为单位显示在数码管上。

当测试距离小于1米时，就报警（led闪烁等）。

3）令被测物与传感器的距离分别是从远到近，再从近到远，观察模块输出信号的变化情况。

一、实训目的1. 掌握超声波测距的基本原理和操作方法。

2. 学会使用超声波测距模块进行实际测量。

3. 熟悉超声波测距系统的硬件组成和软件编程。

4. 提高非接触式测距技术的应用能力。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XXX实验室四、实训器材1. 超声波测距模块2. 单片机或微控制器（如Arduino）3. 连接线4. 电源5. 计算器6. 实验台五、实训原理超声波测距是基于超声波在介质中传播的速度和时间关系进行距离测量的技术。

当超声波从发射器发出后，遇到障碍物会被反射回来，接收器接收到反射波后，通过计算超声波往返时间，即可得到障碍物与发射器之间的距离。

六、实训步骤1. 硬件连接（1）将超声波测距模块的发射引脚和接收引脚分别连接到单片机或微控制器的数字输出和数字输入引脚。

（2）将电源连接到单片机或微控制器的电源引脚。

（3）将单片机或微控制器连接到电脑，用于程序下载和调试。

2. 软件编程（1）编写程序，设置超声波模块的引脚模式，包括发射和接收引脚的模式。

（2）编写程序，控制超声波模块发射超声波信号。

（3）编写程序，读取接收到的反射波信号，计算超声波往返时间。

（4）编写程序，根据超声波往返时间和声速计算距离。

3. 实验操作（1）将单片机或微控制器程序下载到设备中。

（2）将设备放置在合适的位置，确保超声波模块能够发射和接收信号。

（3）启动程序，观察距离显示结果。

4. 数据分析（1）记录不同测量条件下的距离值。

（2）分析距离值与实际距离之间的误差。

（3）讨论误差产生的原因。

七、实训结果1. 测量距离范围：0.3米至5米2. 测量精度：±1厘米3. 距离显示：通过单片机或微控制器显示，可实时更新八、实训总结1. 通过本次实训，掌握了超声波测距的基本原理和操作方法。

2. 学会了使用超声波测距模块进行实际测量，并了解了超声波测距系统的硬件组成和软件编程。

3. 提高了非接触式测距技术的应用能力，为今后的学习和工作打下了基础。

超声波测距仪设计实训报告超声波测高仪设计实训报告姓名学号院（系）专业、年级2014年1月10日摘要超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。

由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。

测高前先利用超声波测出发射头与地面的高度H1并存入单片机,然后将被测物移入测量区内测得上表面距离H2,用单片机算出两者之差就是被测物体的实际高度。

本设计采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。

整个电路采用模块化设计，由主程序、中断程序、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。

一、超声波测高原理超声波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。

利用超声波测高前先用超声波测出发射头与地面的高度H1并存入单片机，然后将被测物体移入测量区内测得上表面距离H2，用单片机算出两者之差就是被测物体的实际高度。

超声波测高实现原理二、系统硬件设计1.系统结构设计整体电路的控制核心为单片机AT89C51。

超声波发射和接收电路中都对相应信号进行整形及放大，以保证测量结果尽可能精确。

超声波探头接OUT口实现超声波的发射和接收。

另外还有温度测量电路测量当时的空气温度，等到把数据送到单片机后使用软件对超声波的传播速度进行调整，使测量精度能够达到要求。

整体结构图包括超声波发射电路、超声波接收电路、放大电路、比较震荡电路、单片机电路、键盘输入电路、电源电路、复位电路、显示电路、温度测量电路及温度补偿电路等几部分模块组成。

超声波测距系统结构图如下图所示：超声波测距系统结构图。