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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。
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，了解超声波雷达测距的原理和实现方法，掌握超声波传感器的基本使用技巧，并学会利用STM32单片机进行数据处理和显示，从而完成一个简单的超声波雷达测距系统。
二、实训器材1. STM32F103单片机开发板2. HC-SR04超声波传感器模块3. OLED显示屏4. 连接线5. 电源三、实训原理超声波雷达测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度来测量距离。
当超声波传感器发射超声波时，它会遇到障碍物后反射回来，通过测量超声波从发射到接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器之间的距离。
四、实训步骤1. 硬件连接：- 将HC-SR04超声波传感器模块的两个引脚分别连接到STM32单片机的GPIO引脚。
- 将OLED显示屏的相应引脚连接到STM32单片机的SPI或I2C接口。
- 将电源连接到STM32单片机和超声波传感器模块。
2. 软件设计：- 编写STM32单片机的初始化程序，配置GPIO引脚、SPI/I2C接口等。
- 编写超声波传感器的控制程序，用于控制超声波传感器的发射和接收。
- 编写数据处理程序，用于计算超声波从发射到接收的时间差，从而得到距离值。
- 编写OLED显示屏的显示程序，用于显示距离值。
3. 程序实现：- 使用STM32 HAL库函数或直接操作寄存器来实现程序。
- 通过定时器中断来实现超声波传感器的时序控制。
- 使用查表法或直接计算法来实现距离值的转换。
4. 系统测试：- 将系统放置在测试环境中，调整测试距离，观察OLED显示屏上显示的距离值是否准确。
- 分析测试结果，找出系统误差的来源，并进行优化。
五、实训结果与分析1. 测试结果：- 在不同的测试距离下，OLED显示屏上显示的距离值与实际距离基本相符，说明系统具有较高的测量精度。
2. 误差分析：- 超声波在空气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响，导致测距误差。
- 超声波传感器的响应时间存在一定的延迟，也会导致测距误差。
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。
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。
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。
一、实习背景随着科技的不断发展，单片机技术在各个领域得到了广泛应用。
超声波测距技术作为一种非接触式测量方法，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，在工业自动化、智能家居、机器人等领域有着广泛的应用前景。
本实习报告旨在通过单片机超声波测距实验，了解超声波测距原理，掌握单片机编程技巧，并实现一个简单的超声波测距系统。
二、实习目的1. 理解超声波测距原理，掌握超声波传感器的工作原理。
2. 掌握单片机编程技巧，实现超声波测距功能。
3. 了解超声波测距系统在实际应用中的注意事项。
三、实习内容1. 超声波测距原理超声波测距原理基于声波在介质中传播的速度和距离的关系。
当超声波发射器发出超声波信号后，遇到障碍物会发生反射，反射信号被接收器接收。
根据超声波发射和接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器的距离。
2. 实验设备（1）51单片机开发板（2）HC-SR04超声波测距模块（3）蜂鸣器（4）LED灯（5）面包板、连接线3. 实验步骤（1）搭建实验电路将51单片机开发板、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等元器件按照电路图连接到面包板上。
（2）编写程序使用C语言编写单片机程序，实现以下功能：1）初始化51单片机、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等外围设备。
2）使用定时器0产生定时中断，定时检测HC-SR04超声波测距模块的回波信号。
3）根据超声波往返时间计算距离，并显示在LCD显示屏上。
4）当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
（3）编译、下载程序将编写好的程序编译并下载到51单片机开发板上。
（4）测试与调试连接LCD显示屏，观察距离显示是否正常。
调整HC-SR04超声波测距模块与障碍物的距离，测试报警声和LED灯是否正常工作。
四、实习结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了超声波测距功能。
当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
2. 分析（1）超声波测距原理正确，程序编写无误。
超声波测距系统实物设计报告一.设计要求1.测量距离不小于0.3米,数字显示清晰,无数字叠加,动态显示测量结果,更新时间约为0.5秒左右。
2.测量精度优于0.1米,显示精度0.01米。
3.距离小于0.3米时,蜂鸣器发出”嘀嘀”报警。
4.测量距离超过1.0米时,指示灯显示超量程。
二.系统设计思路1.原理框图2.系统组成模块（一）（一）40KHZ 40KHZ 方波产生电路1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过理论计算加上微调电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波，当R2远大于R1时，矩形波的占空比接近50%50%，可近似为方波。
，可近似为方波。
超声波振荡器控制门超声波放大器闸门CP 信号（2Hz ）计数开启清零计数超声波放大滤波正弦波前沿检测超声波接收器超量程灯光显示小于0.3米蜂鸣报计数显示电路反射物超声波发射器17KHzCP 2、单元电路如下图；3、参数计算：4、仿真结果：（二）（二）2Hz 2Hz 时钟信号发生电路：时钟信号发生电路：1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过通过理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
其中占空比在70%70%以上。
以上。
以上。
2、单元电路如下所示：参数计算：R1=710K 欧，R2=375欧，C1=1微F （三）17kHz 时钟信号发生电路：时钟信号发生电路：1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过通过理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
2、单元电路如下所示：3、参数计算：R1=1K 欧，R2=395欧，C5=47nf ；4、仿真5、功能：数字显示的测量结果要求动态更新时间约0.5秒左右，所以要求一个频率约2Hz 的时钟信号来控制刷新数据，保证结果显示稳定不闪烁。
超声波测距报告摘要：本报告旨在介绍超声波测距技术及其在实际应用中的重要性。
超声波测距是一种常见的非接触式测距方法，它通过发射超声波并计算其传播时间来测量目标物体与传感器之间的距离。
本报告将介绍超声波测距的基本原理、技术特点、应用领域和未来发展方向。
一、简介超声波测距是利用超声波在空气中传播速度快、能量损耗小的特性，通过测量超声波的传播时间来计算目标物体与传感器之间的距离。
这种测距方法被广泛应用于工业自动化、机器人导航、车辆防撞系统等领域。
二、超声波测距原理超声波测距的原理基于声波在空气中的传播速度恒定的事实。
传感器发送一个短脉冲超声波信号，当它达到目标物体时，部分能量被目标吸收，其余的能量会被反射回传感器。
传感器通过测量收到的回波的时间来计算距离。
三、超声波测距技术特点1. 非接触式测距：超声波测距不需要与目标物体直接接触，可以在远距离范围内进行测量，避免了物体表面损坏和污染的问题。
2. 高精度：超声波测距可以实现毫米级别的测量精度，适用于精密测量和控制应用。
3. 稳定性好：超声波传播速度恒定，不受环境温度和湿度等因素的影响。
4. 响应速度快：超声波测距传感器可以在几毫秒内完成距离测量，适用于快速反应的应用。
四、超声波测距应用领域1. 工业自动化：超声波测距广泛应用于生产线上的物体检测、位移测量等工业自动化应用，为生产过程提供了准确和可靠的测量数据。
2. 机器人导航：超声波测距被用于机器人导航系统中，可以实现避障和目标定位的功能，提高机器人的自主导航能力。
3. 车辆防撞系统：超声波测距被应用于车辆的倒车雷达和自动驾驶系统中，可以实时监测车辆周围的距离，防止碰撞事故的发生。
4. 医疗诊断：超声波测距在医疗领域中被用于检测胎儿发育、器官疾病的诊断等方面，为医生提供重要的辅助诊断信息。
五、超声波测距的未来发展随着科技的不断发展，超声波测距技术也不断进步。
未来，我们可以期待以下方面的发展：1. 更高精度：通过改进传感器和信号处理算法，超声波测距可以实现更高精度的测量，满足更多应用的需求。
超声波测距仪实训报告姓名：学号：一、题目要求；1．使用超声波传感器测量距离。
2．测量精度到达0.1米。
3．通过设计制作来更好地理解超声波传感器和51单片机的工作原理与实际应用。
二、方案设计；首先利用单片机输出一个40KHZ的信号，把信号引入到与超声波发射器相连的信号引脚上，再由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，途中碰到障碍物返回，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波接收器再通过一个解码器，当无信号返回时解码器输出高电平，当有信号返回时解码器输出低电平。
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，即：S=VT/2。
最后使用共阳7段数码管动态显示出测量距离。
三、硬件设计与实现；1、at89s51单片机最小系统超声波测距仪首先必须输出一个40KHZ的信号，所以可以利用单片机最小系统，使其中1脚输出40KHZ的高低电平信号。
单片机的最小系统包括：时钟振荡电路、复位电路、电源电路、程序储存控制电路。
时钟振荡电路必须在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，晶体振荡器常用12M，电容用30pf；复位电路包括上电复位与按键复位，可利用电容充电与按下按键来实现复位功能,电容使用电解电容22uf，电阻1K。
程序储存控制由内部启动，所以直接接入5V高电平。
2. 超声波发射电路由于电片机输出的电流较小，远远不能启动超声波发射器，所以发射电路最主要的是需要1个驱动电路将40KHZ的信号输给T/R40超声波发射器。
常用3个反向器既可，可是由于自己对三极管驱动电路较为了解，用三极管的成本又较低，所以在刚开始选择了使用三极管驱动电路。
三极管使用9012的PNP管。
发射极接入电源，基极通过电阻与单片机的频率输出脚相连，集电极连接1个电阻后接地，当基极接受到单片机输出的一个微小的电流时，集电极就能输出1个其100倍的电流。
实验六超声波测距一、实验内容编写C51程序，使用超声波测量实验板距离障碍物的距离，将结果（以厘米计）显示到数码管上。
测量距离在30cm~200cm之间。
二、实验原理振动频率超过20kHz，不能被人耳所接收的声波称作“超声波”。
超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播，具有良好的束射性和方向性，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，如测距仪等。
当超声波在发射后遇到障碍物反射回来之后，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。
在不考虑温度等因素的情况下，超声波在空气中的传播速度约为340m/s，根据记录的时间差t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340*t/2。
超声波测距装置分为两部分：超声波发生器和超声波接受器。
本实验中采用压电式超声波发生器。
它利用压电晶体的谐振原理来进行电能和机械能之间的相互转换。
超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。
当压电晶片外加一定电压的脉冲信号，并且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，将电能转换为机械能，产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，而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。
因此同一种装置即可作为发生器，也可以作为接收器。
本实验使用的压电晶片的固有振荡频率为40kHz左右。
超声波测距产生误差的原因包括时间误差和超声波传播速度误差两大方面。
时间误差方面可以通过各种软件措施进行弥补，使用单片机也可以达到微秒级，对整体误差影响很小。
超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系，另外和湿度也有一定的关系。
整体来说，实际速度变化的幅度能够达到5%，是更加重要的影响因素。
本实验基本原理框图如下：本实验基本电路原理图如下：三、实验流程图1、外部中断服务程序e0流程图2、定时器0中断服务程序Timer0流程图3、定时器1中断服务程序Timer1流程图4、主程序流程图四、程序源代码1.#include <reg52.h>2.3.sfr P4 = 0xC0;4.sfr P4SW = 0xBB;5.sbit CLK = P4^4;6.sbit DAT = P4^5;7.sbit out = P1^0;8.9.bit badvalue;10.unsigned int count = 0;11.unsigned long int result = 0;12.unsigned long int n = 0;13.unsigned int m = 0;14.int i;15.unsigned int code tab[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};16.17.void show(unsigned int count){18. unsigned int i, num, c;19. num = tab[count];20.for (i = 0; i < 8; i++)21. {22. CLK = 0;23. c = num & 0x80;24. DAT = c;25. CLK = 1;26. num <<= 1;27. }28.}29.30.void display(unsigned int c)31.{32. show(c % 10);33. c /= 10;34. show(c % 10);35. show(c / 10);36.}37.38.void delay(unsigned char i,unsigned char j)39.{40.while(i--)41. {42.while(j--);43. j=255;44. }45.}46.47.void e0() interrupt 048.{ unsigned long t;49.if(INT0 == 0)50. {51. TR1=0;52. delay(2,255);53.if(badvalue)54. {55. TR1=0;56. result=0;57. }58.else59. {60. t=TH1;61. t = t << 8;62. t |= TL1;63. t=t*170;64. result=t/10000;65. }66.if(result != 11)67. n = 0;68.if(result < 300)69. m = 0;70.if(result >= 11 && result<= 15 )71. {72. n++;73.if(n > 10)74. {75. display(result);76. n = 0;77. }78. }79.else80. {81. display(result);82. }83. EX0=0;84. }85.}86.87.void timer0() interrupt 188.{89. out = ~out;90.if(count != 0x00)91. count-=1;92.else93. {94. TR0=0;95. delay(3,120);96. EX0=1;97. }98.}99.100.void timer1() interrupt 3101.{102. badvalue = 1;103.}104.105.void main()106.{107. P4=0xFF;108. P4SW=0x70;109. TMOD = 0x12;110. EA = 1;111. EX0 = 0;112. ET0 = 1;113. ET1 = 1;114. IT0 = 1;115.116.while(1)117. {118. count = 4;119. out = 0;120. badvalue = 0;121.122. TH0=0xf3;123. TL0=0xf3;124. TH1=0x00;125. TL1=0x00;126.127. TR0=1;128. TR1=1;129.for(i = 0; i < 5; i++)130. delay(255,255);131.132. }133.}五、思考题1. 当时间测量定时器溢出时，能够测量的最大距离是多少？定时器1在工作方式1下是16位定时器，最大值65535，也就是可以累加65536个数值，用65536*340/2/10000 = 1114cm，这便是能够测量的最大距离。
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。
超声波测距报警器实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款基于超声波测距原理的报警器，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，以达到提醒和警示的作用。
二、实验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。
根据计时器记录的时间 t，以及超声波在空气中的传播速度 v（约 340 米/秒），就可以计算出发射点距障碍物的距离 S，即：S ＝ v × t ／ 2 。
在本实验中，通过不断测量距离，并与设定的报警阈值进行比较，当测量距离小于阈值时，触发报警电路。
三、实验设备与材料1、超声波传感器模块（HCSR04）2、单片机开发板（如 Arduino）3、蜂鸣器4、杜邦线若干5、电阻、电容等电子元件6、电源（5V 直流电源）四、实验电路设计1、将超声波传感器的 Trig 引脚连接到单片机的一个数字输出引脚，Echo 引脚连接到单片机的一个数字输入引脚。
2、蜂鸣器通过一个三极管驱动电路连接到单片机的另一个数字输出引脚，用于发出报警声音。
五、实验程序编写以下是使用 Arduino 语言编写的实验程序示例：｀｀｀cppinclude ＜NewPingh>define TRIG_PIN 9 ／／超声波传感器 Trig 引脚连接的数字引脚define ECHO_PIN 10 ／／超声波传感器 Echo 引脚连接的数字引脚define ALARM_PIN 8 ／／蜂鸣器连接的数字引脚define MAX_DISTANCE 200 ／／最大测量距离（单位：厘米）define ALARM_DISTANCE 50 ／／报警距离阈值（单位：厘米）NewPing sonar(TRIG_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE)；void setup(）｛pinMode(ALARM_PIN, OUTPUT)；Serialbegin(9600)；｝void loop(）｛unsigned int distance ＝ sonarping_cm(）；／／获取测量距离（单位：厘米）Serialprint(＂Distance: ＂）；Serialprint(distance)；Serialprintln(＂ cm"）；if （distance ＜ ALARM_DISTANCE) ｛digitalWrite(ALARM_PIN, HIGH)；／／触发报警｝ else ｛digitalWrite(ALARM_PIN, LOW)；／／关闭报警｝delay(100)；｝｀｀｀六、实验步骤1、按照电路设计连接好硬件电路，确保连接正确无误。
