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超声波测距实验一、实验目的1、了解超声波的产生、接收的原理2、掌握用超声波测距离的方法二、实验器材1、DCP-0018线路板。
2、+5V电源。
3、双踪示波器4、若干导线。
三、实验原理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，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。
超声波在空气中的传播速度为340m/s，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)，即：s=340t/2 。
这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为：L=C×T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
其原理框图如下：四、实验步骤1、把短接块SW1，SW2接上。
2、把+5V电源接到DCP-0018的VCC上，GND接电源地。
3、移动DCP-0018，改变测量的距离，观察数码管读数。
4、用双踪示波器观察CSB，INT点的波形，观察随着距离的变化INT点波形的变化。
参考程序//-----头文件引用------#include<reg52.h>#include<intrins.h>sbit led1=P3^0;sbit led2=P3^1;sbit led3=P3^7;sbit csb=P3^4;sbit ttl=P3^3;unsigned long S,time;unsigned char flag;unsigned int x,y,z;unsigned char code dispbitcode[] = {0x03,0x9f,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09,0xFD};//LED显示0-9常数/***************延时函数**************/void delays(unsigned int xms){unsigned int i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}/***************显示函数**************/void display(void){led1=1;P1=dispbitcode[x];delays(2);led1=0;led2=1;P1=dispbitcode[y];delays(2);led2=0;led3=1;P1=dispbitcode[z];delays(2);led3=0;}/***************计数器1函数**************/void timer1() interrupt 3{unsigned int i;TL1=0x00;TH1=0x00;flag=1;//中断溢出标志位for(i=0;i<36;i++){csb=!csb;_nop_();_nop_();_nop_();}}/***************计算函数**************/void js(void){if(flag==1)//超出测量范围显示{flag=0;x=10;y=10;z=10;}else{x=S%1000/100;y=S%1000%100/10;z=S%1000%100%10;}}/***************主函数**************/void main(){unsigned char i;csb=0;led1=0;led2=0;led3=0;P1=0xff;delays(1000);TMOD=0x90; //定时器1工作于方式1，计数受GA TE影响EA=1;ET1=1;while(1){TL1=0x0;TH1=0x00;TR1=1;for(i=0;i<16;i++) //发送40KHZ超声波{csb=!csb;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}do{}while(ttl==1);TR1=0;time=TH1*256+TL1;S=(time*17)/1000; //时间换算为距离js();display();}}。
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。
声波测距实验报告声波测距实验报告内容在当下社会，报告使用的频率越来越高，写报告的时候要注意内容的完整。
相信很多朋友都对写报告感到非常苦恼吧，下面是作者收集整理的声波测距实验报告内容，欢迎阅读与收藏。
声波测距实验报告内容1在我校的实验室中,由于学生的年龄小,学生不会使用声波器,而且声音不是很平衡。
因此教师在教学时要尽可能地开启学生的`想象空间,让学生自己去发现、去感知声音。
在实验过程中,我不会对学生的声音进行太多的调控，在实验中，我要求学生在实验过程中,要注意声音调控。
在实验过程中，要求学生在实验过程中,注意声音与图像、声音与实物、声与色、声与色的相互调用和调节。
在实验中还要求学生要认真观察实验现象，并能够用声像和图像进行声像调节，同时还要求学生能够根据实验现象和原理进行声像和图像调节。
通过这次实验，我认识到了自己在教学中的许多不足之处,在今后的教学和学习中，我要加强自身的学习、提高自身素质和综合素质，不断地提高教学质量，做一名让家长满意、孩子喜欢、社会满意的优秀中学生。
声波测距实验报告内容2实验内容1、根据实验目的和要求,对超声波速较大的超声波进行了分析,并结合实例进行了实验。
2、结合超声波的特点,对超声波速较大的超声波进行了分析,并结合实例进行了实验。
3、根据超声波的`特点,进展到超声波速比较快,超声波速比较快.4、在超声波比较快的情况下,对超声波速比较快的超声波进行了分析,并结合超声波速比较快的超声波,进行了实验。
5.结合超声波的特点,进行超声波速比较快,超声波速比较快,超声波速比较慢.6、结合超声波速比较快,超声波速比较慢的原因,对超声波速比较慢的原因进行了实验。
7、结合超声波速比较快,超声波速比较快,超声波速比较快.8、结合超声波速比较快,超声波速比较慢的原因,对超声波速比较慢的原因进行了实验.9、结合超声波速比较快的原因,结合超声波速比较快的原因,进行了超声波速比较快的实验。
10,结合超声波速比较快的原因,结合超声波速比较快的原因,对超声波速比较快的原因进行了实验.11.结合超声波速比较快的原因,结合超声波速比较快的原因,对超声波速比较快的原因进行了实验。
电子信息系统综合设计报告超声波测距仪目录摘要 (3)第一章绪论 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 理论基础 (3)1.3 系统概述 (4)第二章方案论证 (4)2.1 系统控制模块 (5)2.2距离测量模块 (5)2.3 温度测量模块 (5)2.4 实时显示模块 (5)2.5 蜂鸣报警模块 (6)第三章硬件电路设计 (6)3.1 超声波收发电路 (6)3.2 温度测量电路 (7)3.3 显示电路 (8)3.4 蜂鸣器报警电路 (9)第四章软件设计 (10)第五章调试过程中遇到的问题及解决 (11)5.1 画PCB及制作 (11)5.2 焊接问题及解决 (11)5.3 软件调试 (11)实验总结 (13)附件 (14)元器件清单 (14)HC-SR04超声波测距模块说明书 (15)电路原理图 (17)PCB图 (17)程序 (18)摘要该系统是一个以单片机技术为核心,实现实时测量并显示距离的超声波测距系统。
系统主要由超声波收发模块、温度补偿电路、LED显示电路、CPU处理电路、蜂鸣器报警电路等5部分组成。
系统测量距离的原理是先通过单片机发出40KHz 方波串，然后检测超声波接收端是否接收到遇到障碍物反射的回波，同时测温装置检测环境温度。
单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离，显示当前距离与温度，按照不同阈值进行蜂鸣报警。
由于超声波检测具有迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制的特点，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在生产生活中得到广泛的应用，例如超声波探伤、液位测量、汽车倒车雷达等。
关键词：超声波测距温度测量单片机 LED数码管显示蜂鸣报警第一章绪论1.1设计要求设计一个超声波测距仪，实现以下功能：(1)测量距离要求不低于2米；(2)测量精度±1cm；（3）超限蜂鸣器或语音报警。
1.2理论基础一、超声波传感器基础知识超声波传感器是利用晶体的压电效应和电致伸缩效应，将机械能与电能相互转换，并利用波的特性，实现对各种参量的测量。
超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关，与环境条件也有关：在气体中，超声波的传播速度与气体种类、压力及温度有关，在空气中传播速度为C=331.5+0.607t/0C (m/s) 式中，t为环境温度，单位为0C.二、压电式超声波发生器原理压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
它有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
三、超声波测距原理由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在空气中传播的距离较远，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。
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，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。
超声波在空气中的传播速度为C，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)，即：s=Ct/2 。
从上面超声波特性可以知道：超声波在空气中的传播速度与温度有关：C=331.5+0.607t/0C (m/s)，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的，典1.3系统概述超声波测距仪主要由超声波收发装置、单片机、测温装置、报警装置、LCD显示等组成。
系统检测距离的原理是通过单片机发出40 kHz的方波脉冲信号后，检测接收端是否能够接收到遇障碍物反射的回波，同时，测温装置检测环境温度。
单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离，同时显示出当前距离与温度。
测量距离范围为2～250cm。
可测量温度范围为-30～150°C。
有温度与距离显示，误差小，精度高。
蜂鸣器预警和距离采样频率动态变化，距离越远，采样越慢。
图一系统框图第二章方案论证2.1系统控制模块控制器主要用于控制超声波起振脉冲的产生、对回波信号的处理、温度测量模块、蜂鸣报警以及显示模块的控制。
采用STC89C52 单片机作为系统控制器。
它的运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且功耗低，成本低，技术成熟。
其程序可以采用 C语言编写，可读性强，烧写程序容易，这大大加快了系统的开发与调试。
而且STC89C52有2个独立的定时器，两个独立的外部中断，正好可以达到我们的要求；IO足够，还可外拓功能（如进行报警器的接入）。
2.2距离测量模块采用超声波传感器测距。
由于超声波的波长短，超声波射线可以和光线一样，能够反射、折射、也能够聚焦，而且遵循几何光学上的定律，即超声波从一种物质表面反射时，反射角等于入射角。
超声波具有较好的指向性，频率越高，指向性越强，具有较高的分辨率，因而其测试精度也较其他方法高。
而且超声波传感器具有体积小，结构简单，信号处理可靠性高的特点，价格较便宜，成功案例较多，可行性很高。
这里选用HC-SR04超声波测距模块，该模块性能稳定，测度距离精确，超微型,只相当于两个发射、接收头的面积,无盲区，反应速度快（10ms的测量周期）。
2.3 温度测量模块方案一：采用热敏电阻。
热敏电阻体积小，使用方便，但是精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。
在温度测量系统中，采用单片温度传感器，比如AD590，LM35、TMP75等。
但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转换后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂。
方案二：采用数字温度芯片DS18B20测量温度。
测温范围是-55——+125摄氏度，固有测温分辨率是0.5摄氏度。
输出信号全数字化，便于单片机处理及控制，省去传统测温方法的很多外围电路。
且该芯片的物理化学性很稳定，线形较好，能很好地满足此次测温要求。
经过以上比较，决定采用方案二。
2.4 实时显示模块方案一：使用液晶显示屏显示。
液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。
但是由于只需要显示温度和距离，信息量较少而液晶显示占用的控制资源较多，切对外界环境要求高，不宜维护。
方案二：使用传统的数码管显示。
数码管的特点：低能耗、低损耗、寿命长，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，称量快，操作简单。
数码管是采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。
根据以上的论述，采用方案二。
2.5蜂鸣报警模块方案一：采用语音芯片ISD1420,WT588D系列等。
音质好，播报清晰，有较高的灵敏度，但是增加了硬件电路的复杂度，使得设计和焊接的难度加大。
而且对单片机和语音芯片的要求都比较高。
方案二：采用蜂鸣器报警。
在单片机的外围接一个蜂鸣器实现报警，而控制部分完全由单片机软件编程实现，使得设计变得更加简单，成本也更加低了。
根据上面的论述，拟定采取方案二。
第三章硬件电路设计硬件设计主要包括以下几个模块：超声波收发电路，蜂鸣器报警电路，温度测量电路，显示电路等。
以下是各个模块具体内容。
3.1 超声波收发电路HC-SR04超声波测距模块可提供 2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
基本工作原理：(1)采用IO 口TRIG 触发测距，给最少10us 的高电平信呈；(2)模块自动发送8 个40KHZ 的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过IO 口ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
图二 HC-SR04模块电气参数本系统中超声波的收发用单片机的P1.0、P1.1口控制，如图：3.2 温度测量电路温度补偿电路采用DS18B20芯片，DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的可组网数字式温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
与其它温度传感器相比，DS1820具有以下特性：（1）独特的单线接口方式，DS1820在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS1820的双向通讯。
（2）DS1820支持多点组网功能，多个DS1820可以并联在唯一的三线上，实现多点测温。
（3） DS1820在使用中不需要任何外围元件。
（4）温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。
（5）测量结果以9位数字量方式串行传送。
DS18B20内部结构框图如图三所示：图三DS18B20内部结构框图DS18B20测温原理如图四所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。
计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。
计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1 ，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
图2中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
图四 DS18B20测温原理本系统中温度模块用单片机的P3.6口控制，如图：3.3 显示电路数码管是一类价格便宜使用简单，通过对其不同的管脚输入相对的电流，使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数的器件。
数码管由7个发光二极管组成，行成一个日字形，通过解码电路得到的数码接通相应的发光二极管而形成相应的字，这就是它的工作原理。
数码管按各发光二极管电极的连接方式分为共阳数码管和共阴数码管两种。
数码管的显示方式可以分为静态显示与动态显示两类。
其中动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态显示是将所有数码管通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示。
将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
