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超声波测距仪使用方法说明书1. 概述超声波测距仪是一种常用的测量仪器，通过发射超声波脉冲并接收其回波来测量距离。
本说明书将详细介绍超声波测距仪的使用方法，以便用户能够正确、高效地操作该仪器。
2. 准备工作在开始测量之前，确保以下准备工作已经完成：2.1 确认超声波测距仪的电源已经连接，并处于正常工作状态。
2.2 确认被测物体与测距仪之间没有遮挡物，以保证测量的准确性。
2.3 选择合适的工作模式和单位，根据实际需要进行相应的设置。
3. 测量步骤3.1 启动仪器按下电源开关，待超声波测距仪正常启动后，屏幕上将显示相关的操作提示。
3.2 定位测量目标将测距仪对准待测物体，使其成为屏幕上的测量目标。
可以通过调整测距仪的方向和角度来精确定位。
3.3 发射超声波脉冲按下“发射”按钮，超声波测距仪将发射一组超声波脉冲，并记录下发送时刻。
3.4 接收回波当超声波脉冲遇到物体并被反射回来时，测距仪将接收到回波，并记录下接收时刻。
3.5 计算距离根据发送和接收时刻之差，超声波测距仪可以计算出测量目标与仪器之间的距离。
4. 测量注意事项4.1 避免测量目标表面有较强的光照或强烈的声音，以免影响超声波的传播和接收。
4.2 在测量长距离时，要保持仪器与测量目标之间的直线视线，以减小测量误差。
4.3 对于不规则形状的物体，建议进行多次测量并取平均值，以提高测量结果的准确性。
4.4 定期检查超声波测距仪的探头是否清洁，避免灰尘或其他杂质的影响。
5. 故障排除在使用超声波测距仪过程中，可能会遇到一些常见的故障情况，以下是一些常见问题的排除方法：5.1 无法启动或显示异常：检查电源连接是否正常，试试更换电池或充电。
5.2 测距不准确：确认测量目标与测距仪之间没有遮挡物，并确保仪器正确定位。
5.3 回波信号弱：检查探头是否干净，并调整适当的增益和灵敏度。
5.4 其他问题：如有其他问题，请参考产品说明书或联系售后服务。
6. 常见应用场景超声波测距仪在多个领域具有广泛的应用，包括建筑工程、机械制造、物流仓储等。
超声波测距原理及简介超声波测距是什么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、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，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。
为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。
本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。
超声波测距原理1、超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器.总体上讲，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，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
2、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。
超声波发生器内部结构如图1所示，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。
3、超声波测距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。
超声波测距在汽车自动驾驶领域的应用研究摘要：随着汽车智能化技术的不断发展，自动驾驶功能已成为各大品牌汽车的亮点之一，在人们享受自动驾驶带来的便利时，安全性不容忽视。
本文主要研究超声波测距在汽车自动驾驶过程中主动防撞可行性。
设计了一款由STC89C52单片机为控制器，搭载超声波测距模块、蜂鸣器报警、LCD显示模块、按键模块的智能测距报警系统。
在行车过程中，该系统对车子的前、左、右边车距进行监控，并实时反馈到LCD显示屏上，同时对车距进行安全性判定；当车距太小时，通过蜂鸣器提醒驾驶员采取安全措施，以达到降低出行风险的目的。
通过Proteus进行仿真分析，实际搭建电路、调试，实践证明，既定的设计目标可以实现，能够在一定程度上降低出行风险，为出行增添一份保障。
关键词：超声波测距; 自动驾驶;距离检测;主动防撞一前言随着汽车智能化技术的不断发展，自动驾驶功能已成为各大品牌汽车的亮点之一，甚至需要单独购买软件包才具有此功能。
自动驾驶会如此引起大众关注，并为此买单，原因是：在以下场景中确实为人们提供了便利；1 路途遥远的上班族，在上下班途中可以不时的放松双手、双脚、紧绷的神经，减轻疲劳感；2 爱美女士的化妆时间大概半小时，可以利用汽车自动驾驶功能，边行驶边化妆，节省出宝贵的清晨半小时可以用来阅读、补充睡眠等；3 司机在交通拥堵路段，不必紧盯前方是否可以通行，可以闭目养神，缓解烦躁的情绪；在享受自动驾驶带来的便利时，有一点不容忽视，那就是安全性。
研究表明：若在事故发生前1~2 秒内及时采取措施，可以有效降低发生事故的概率。
因此，在行车过程中对自车周边环境进行探测，并主动进行报警或控制的汽车主动安全技术，对于自动驾驶有重要意义，是安全性保障的关键技术之一。
二设计理论基础声波是一种在固体、水、空气等物质中传播的机械波，但目前声波的频谱覆盖了一定的范围，如图2.1所示。
频率低于20HZ的声音称为次声波，正常人类能听到的最大频率约为20KHZ。
超声波测距仪操作指南说明书一、产品概述超声波测距仪是一种使用超声波技术进行测距的仪器。
该仪器可以广泛应用于建筑、工程、仓储、物流等领域，用于测量物体与测距仪之间的距离。
二、产品特点1. 高精度测量：超声波测距仪采用先进的超声波技术，能够精确测量物体与测距仪之间的距离，并具备高精确度。
2. 快速响应：该测距仪具有快速响应的能力，可以及时给出测量结果。
3. 多功能设计：超声波测距仪尤其适用于需要进行反复测量的环境，它不仅可以测量距离，还可以提供体积、面积等其他相关数据。
4. 易于操作：该测距仪采用简单的操作界面，用户可以轻松进行操作，并能够快速上手。
三、产品使用步骤1. 打开超声波测距仪：按下开关按钮，开启测距仪。
2. 进行初步设置：进入设置菜单，根据实际需求选择测量单位（如厘米、米）以及其他设置选项。
3. 对准测量目标：将测距仪对准待测量的目标物体，确保无遮挡物干扰，距离尽量垂直测量。
4. 进行测量：按下“测量”按钮，测距仪将向目标物体发出超声波信号，并通过测量回波时间计算出距离。
5. 查看测量结果：测距仪会在显示屏上显示测得的距离数值，并可在菜单中设置是否显示其他相关数据，如体积、面积。
6. 关闭超声波测距仪：在使用完毕后，按下开关按钮，关闭测距仪。
四、使用注意事项1. 避免使用在极端环境下：超声波测距仪对于极端高温、低温、潮湿等环境不适用，应避免在此类环境中使用。
2. 避免测量透明物体：超声波无法准确测量透明物体的距离，应避免对透明物体进行测量。
3. 避免测量不规则形状物体：对于形状不规则的物体，测量结果可能存在误差，应注意。
4. 避免测量过程中晃动：在测量过程中，避免手部晃动或移动，以确保测量结果的准确性。
5. 定期校准：为了确保测量结果的准确性，定期进行校准是必要的。
五、常见问题解答1. 为什么测量结果不准确？可能是测距仪与目标物之间存在遮挡物，或者测量时手部晃动等原因导致测量结果不准确。
arduino的超声波测距仪
Arduino的超声波测距仪是一种用于测量物体间的距离的
仪器，它使用声波传播来实现这一目标。
它通过发出的声音的时间差来测量距离。
当超声波发出后，它会在发出声波的物体和受到声波的物体之间形成一个超声波激励场，并且当超声波受到反射回来时，会测量反射回来时间的时间差，然后根据这个时间差来计算出物体之间的距离。
Arduino的超声波测距仪采用了两种技术来检测物体距离，即TOF（Time of Flight）和SONAR（Sound Navigation and Ranging）。
其中，TOF技术是测量声音从发出到反射回来之
间花费的时间，根据这个时间，可以得出物体距离的大概距离。
而SONAR技术则是利用发出的声波穿过空气，碰到阻挡物时
所反射回来的声音，通过计算出反射声音的强度和时间，就可以得出物体距离的大概距离。
Arduino的超声波测距仪也有许多优势，其中一个是可以检测
障碍物的高度，因此可以在航空摄影机中用作测量潜水船深度、轮船高度或飞机高度。
另外，它还可以检测有障碍物的距离，例如在机器人导航系统中可以测量机器人与障碍物的距离，保护机器人和障碍物的安全。
此外，它的测量精度很高，最小单位可以精确到1毫米，可以非常准确地测量物体之间的距离。
最后，它可以在低成本条件下实现，可以大大降低设备更换或维护的成本。
总之，Arduino的超声波测距仪是一种非常实用的仪器，可以
大大提升测量物体距离的精确性和可靠性，运用在航海、机器人导航、航空摄影等领域有着非常重要的意义。
希玛超声波测距仪说明书一、介绍希玛超声波测距仪是一种利用超声波技术进行测量的仪器。
它可以精确测量物体与测距仪之间的距离，并将结果显示在仪器的屏幕上。
希玛超声波测距仪具有测量范围广、精度高、反应迅速等特点，广泛应用于工业、建筑、交通等领域。
二、工作原理希玛超声波测距仪采用超声波脉冲回波测距原理。
当测距仪发出超声波脉冲时，脉冲经过空气传播到目标物体表面，然后被目标物体反射回来。
测距仪接收到反射回来的脉冲后，通过计算时间差来确定物体与测距仪之间的距离。
三、使用方法1. 打开测距仪电源开关，确保仪器正常启动。
2. 将测距仪对准目标物体，使其与目标物体保持一定距离。
3. 按下测量按钮，测距仪发出超声波脉冲，并开始计时。
4. 等待测距仪接收到反射回来的脉冲，停止计时。
5. 仪器屏幕上显示的数值即为目标物体与测距仪之间的距离。
四、注意事项1. 使用测距仪时，需要保持测距仪与目标物体之间的直线传播路径。
避免有障碍物阻挡。
2. 测距仪的测量范围和精度会受到环境条件的影响。
在复杂环境中使用时，需要根据实际情况进行调整和修正。
3. 长时间不使用测距仪时，建议关闭电源开关，以节省电量并延长仪器寿命。
4. 使用测距仪时，应避免将其暴露在潮湿、高温或强磁场等恶劣环境中，以免损坏仪器。
五、常见问题解答1. 问：测距仪显示的距离有误差，怎么办？答：可能是因为使用环境不理想或操作不当导致的。
可以尝试重新调整测距仪位置，或者进行校准操作。
2. 问：测距仪是否可以测量非常小的距离？答：希玛超声波测距仪的测量范围通常为几厘米到几十米，对于非常小的距离可能不太适用。
3. 问：测距仪可以在暗处使用吗？答：测距仪的工作原理是利用超声波进行测量，与光线无关，因此可以在暗处正常使用。
六、总结希玛超声波测距仪是一种精确、方便的测量工具，广泛应用于各个领域。
使用希玛超声波测距仪时，需要注意使用环境和操作方法，以确保测量结果的准确性。
希玛超声波测距仪的优点在于测量范围广，精度高，反应迅速，可以满足不同场景下的测量需求。
基于STM32的超声波测距仪超声波是一种在许多领域都得到广泛应用的技术，其中之一就是测距。
基于STM32的超声波测距仪利用超声波技术，能够准确测量目标物体和测距设备之间的距离。
本文将介绍超声波测距的原理及其在STM32微控制器上的实现。
一、测距原理超声波测距利用超声波在空气中传播的特性进行测量。
它基于声波在不同介质中传播速度不同的原理，通过发射一束超声波并接收其反射回来的信号，计算出目标物体和测距设备之间的距离。
在超声波测距仪中，超声波传感器是实现测距的核心部件。
传感器发射一个短脉冲的超声波信号，并立即启动接收模式以接收反射回来的信号。
通过测量发射和接收之间的时间差，并乘以声速，即可得到目标物体和测距设备之间的距离。
二、STM32微控制器的应用STM32是一款常用于嵌入式系统开发的微控制器芯片，它具有出色的性能和强大的功能。
在超声波测距仪中，STM32可以作为核心控制单元，负责数据处理、信号生成和测距结果的显示。
1. 硬件设计超声波测距仪的硬件设计包括传感器模块、信号处理电路和显示模块。
其中，传感器模块负责发射和接收超声波信号，信号处理电路负责处理传感器输出的模拟信号，而显示模块则用于显示测距结果。
在STM32微控制器上，可以使用GPIO（通用输入输出）引脚来控制传感器模块的触发和接收功能。
利用定时器模块生成精确的时间延迟，并通过外部中断引脚来触发接收模式。
同时，可以利用ADC（模数转换器）模块将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并通过显示模块显示测距结果。
2. 软件实现在STM32的软件实现中，需要利用定时器和外部中断功能来控制超声波的发射和接收。
通过编写相应的中断服务函数，可以实现在接收到超声波反射信号时，获取时间戳并进行距离计算。
此外，还可以利用STM32的串口模块将测距结果发送给上位机或其他外部设备进行进一步处理。
通过串口通信，可以实现实时测距数据的传输和远程控制功能。
三、优化和应用基于STM32的超声波测距仪可以通过一些优化来提高测距的精确度和可靠性。
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。
机器人通过其感知系统觉察前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。
超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉，测量精度较高，不受环境的限制，应用方便，将它与红外传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。
本文介绍了基于STC89C51的超声波测距系统，阐述了超声波测距系统的硬件设计、软件设计及其工作原理。
该设计主要由单片机控制模块、数码管显示模块、DS18B20温度补偿模块以及声光报警模块等构成。
利用超声波的反射原理，计算超声波在空气中的传播时间的一半再乘以经过温度补偿修正后的速度就可以得出障碍物到传感器之间的距离，并在数码管显示出来。
同时，该系统在测量距离小于10cm时能进行声光报警。
该系统具有硬件电路简单、成本低、工作可靠、功耗低、体积小、误差小、有良好的测量精度等优点。
目前，超声波清洗技术、雷达技术等在医学、军事上占据着重要地位，因此研究超声波技术具有一定的研究意义。
本设计作品基本满足设计的要求，有一定的推广性，同时针对不足，如测量距离过小等，文章在最后提出了一些改进性能的可行性方案。
关键字：单片机；传感器；超声波测距；温度补偿robot through its perception system to detect obstacles that in front of the road and the surrounding environment to achieve the distance around the barrier, auto hunt, range and other functions.Ultrasonic Ranging in terms to other ranging technology is low-cost, high accuracy, without environmental constraints, and convenient, it will be combined together with infrared sensors achieve robot hunt around the barrier function.This article describes the ultrasonic ranging system based on STC89C51,which e laborate ultrasonic Ranging System hardware design, software design and its working principle.The design is mainly controlled by the microcontroller module,LED display module, DS18B20 temperature compensation module, as well as sound and light alarm module ing the principle of reflection of the ultrasonic wave,Calculate the ultrasonic propagation time in the air in half and then multiplied by the speed after the correction of the temperature compensation that can be drawn between the obstacle to the sensor distance,And digital display.Secondly, the sound and light alarm when the system measuring distance less than 10cm .The system has an Advantage of Simple hardware circuit, low cost, reliable, low power consumption, small size, the error is small, h ave a good measurement accuracy, etc..At present, the ultrasonic cleaning technology, radar technology in medicine, the military occupies an important position,so the research ultrasound technology has a certain significance. This design works basically meet the design requirements, there are certain promotional, while for deficiencies, such as measuring the distance is too small, etc., the article concludes with a number of improvements in the performance of the feasibility of the program.KeyWords:MCU;Sensor;Ultrasonic Ranging;Temperature compensation目录摘要 0Abstract (1)第一章绪论 (4)1.1课题的研究背景 (4)1.2超声波在国内外的发展现状 (5)1.3研究目的和意义 (6)1.4研究内容 (6)1.5 论文结构 (7)第二章系统方案设计 (8)2.1设计要求 (8)2.2设计方案 (8)第三章硬件设计 (10)3.1 AT89C51单片机简介 (10)3.1.1 AT89C51各引脚的含义和功能 (10)3.2系统硬件设计组成部分 (13)3.2.1 AT89C51单片机最小系统 (13)3.2.2 数码管显示模块 (13)3.2.3超声波发射接收模块 (14)3.2.4声光报警模块 (20)3.2.5复位电路 (20)3.2.6 DS18B20温度补偿电路 (21)3.2.6.1 DS18B20内部结构及测温原理 (22)3.2.6.2 DS18B20的封装形式及引脚功能 (24)3.2.6.3 DS18B20的供电方式 (24)3.2.7 +5V电源模块 (26)第四章软件设计 (27)4.1软件整体设计 (27)4.2系统主要模块程序设计 (28)4.2.1超声波发射程序及接收中断子程序 (28)4.2.2 DS18B20访问程序 (28)第五章调试与检测 (30)5.1硬件测试 (30)5.2 软件测试 (31)5.3结果分析 (31)5.4误差来源 (31)5.5 解决方案 (32)5.6本设计所做工作 (32)总结与展望 (34)谢词 (35)参考文献 (35)附录1 电路原理图及PCB图 (37)附录2 程序清单 (39)第一章绪论超声波以其指向性好、穿透能力强、能量消耗缓慢、环境污染小等优点，因而超声波常用于距离测量。
利用超声波检测往往比较方便、迅速、计算简单、易于做到实时控制，且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。
其中，超声波技术首先在欧美兴起并日趋成熟，我国在超声波技术的研究上相对迟缓，但近十年在超声波上的成就也有很大的突破。
本章主要介绍超声波测距的研究背景、超声波技术在国内外的发展现状、研究目的和意义以及本章的研究内容，最后在本章末尾还介绍了本论文的章节安排。
1.1 课题的研究背景超声波是频率高于20KHZ的声波，它的方向性好，穿透能力强，容易获得较集中的声能，在水中传播的距离远，因而超声波常用于距离测量，在医学、军事、工业、农业等诸多领域中有广泛的应用。
例如：立体超声显象、雷达、工业自动化控制、超声的空化作用等。
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。
目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本高，并且没有显示，操作使用不方便。
超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰等优点，是通过计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输时间来测量距离的，对被测目标无损害，而且超声波的传播速度在相当大范围内与频率无关。
超声波的这些独特优点逐渐受到人们的重视。
超声波传感器根据结构的不同可以分为压电式、电磁式、磁致伸缩式等，超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。
超声波是指频率高于20kHz的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
在户外使用传感器的设备中，如果要求精度较高，则需要超声波技术有良好的抑制噪音的能力，能区别噪音和反射信号。
如果多个超声波传感器同时工作，则要同时兼顾计算机处理速度和防止传感器之间的干扰。
采用模式编码声呐[12]就能很好地解决这个问题。
由于超声波在空气中的传播速度受温度的影响，速度随温度的变化而变化，温度每变化一度，超声波速度变化0.6m/s，近似公式为：C = C0 + 0.607×T，式中：C0为零度时的超声波速度331.5m/s，T为实际温度(℃)：[2]表1.1列出了超声波在不同温度下的传播速度。
在使用过程中，如果精度要求不高，则可以认为传播速度不变。
但如果要求精度高，则需要增加温度补偿电路，以达到所需精度要求。
表1.1 不同温度下超声波声速表[2]温度(℃) -30 -20 -10 0 10 20 30 100 速度(m/s) 313 319 325 323 338 344 349 386一般情况下，为了适应不同温度下的工作要求，用软件进行温度补偿的公式为C=331.5+0.607T (1)其中C为校正后的速度，T为当时检测的温度。
校正后的速度如表1.2所示，校正后的速度最大误差不超过5%。
表1.2 补偿后声速与温度的关系[2]温度/℃-30 -20 -10 0 10 20 30 100声速/313 319 325 331 337 343 349 381 （m/s）超声波的特点：①超声波在不同介质中的传播速度不同；②超声波通过两种或两种以上的介质时会产生反射和折射的现象；③超声波在空气中的传播有较大的衰减，尤其是频率较大时衰减更大，因此在空气中传播时采用频率较低的超声波，一般采用频率为几十千赫兹的超声波，典型应用频率为40KHZ；④超声波的频率比音频高，所以超声波不易被环境中的噪音所干扰。
