超声波测距原理
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超声波测距学习板，可应用丁汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的 位置监控，也可用丁如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量精度1cm, 测量时与被测物体无直接接触，能够活晰稳定地显示测量结果。
超声波测距原理：
超声波发生器的内部结构有两个压电晶片和一个共振板， 当它的两极外加上
固有振荡频率的脉冲电压时压电晶片会发生共振并产生超声波。如果共振板 接收到超声波时，也会迫使压电晶片产生振动，反过来将机械能转换为电信 号，成为超声波接收器。
在超声波测距电路中，发射端连续输出一系列脉冲方波，然后判断接收端， 实现超声测距一般有以下两种方法：
① 读取输出端脉冲电压的平■均值，该电压 〔其幅值根本固定〕与距离成正比，
测量电压即可测得距离；
② 测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距 离为 S=1/ 2vt。
我们的产品采用第二种方案。由丁超声波的传播速度和温度有关，如果温度 变化不大，那么可认为声速根本不变 。如果测距精度要求很高，那么应通过温度 补偿的方法加以校正。超声波测距适用丁高精度的中长距离测量。因为超声 波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用 12M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以到达毫米级。
340 〔m〕 X〔X2-X1〕〔对
1= ------------------------------------
2
超声波测距的算法设计：
超声波在空气中传播速度为每秒钟 340米〔15C时〕。X2是声波返回的时刻， X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.01S 那么有〔340X
0.01$/2=1.7。这就是根据超声波从发出到遇到反射物后返回的时 间换算后得到的1.7米距离。
产品1:超声波测距成品学习板 成品每套129元
产品性能特点：
我们的超声波测距成品学习板大小为 90*75*10毫米，板上自带：超声波收 发传感器、接收放大电路、四位 LED数码显示、四位按键〔四个按钮和蜂鸣 器届丁功能预留，程序中无定义〕，电源局部自带整流、滤波、稳压电路，允 许交流7〜15V或者直流9〜16V输入，经过实际测试，测量范围可达 0.27〜 3.5米，测量精度为1厘米。因为我们能提供完整的源程序，客户不但可以学 习超声波测距的知识，还可以直接将这项技术用丁产品开发，是不可多得的
资料。
单片机系统及显示电路：
超声波学习板采用STC89C5蓍片机，晶振为12M，单片机用P1.0 口输出超 声波换能器所需的40K方波信号，利用外中断口 0监测超声波接收电路输出的
返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,段码用74HC245D位码用 PNP三极管9012驱动.主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超 声波检测接收电路三局部组成。采用 STC89C5冻实现对CX20216A红外接收 芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器 来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平 由高电平变为低电 平时就认为超声波已经返回。 计数器所计的数据就是超声
波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
答疑解惑：
1、 为什么你们选40KHZ的超声波传感器？
因为超声波在空气中传播时衰减很大， 衰减的程度与频率成正比，但是频率 越高那么分辨力也会越高，所以短距离测量时一般选频率高的传感器〔 100KHZ 以上〕，长距离测距只能选频率低的传感器。
2、 为什么你们的最小检测距离为 27厘米？
为了防止超声波发射传感器发出超声波沿电路板或者外壳直接进入超声波 接收传感器内引起误判断，所以程序要求超声波发射假设干时间后必须停止假设 干时间，这个时间大约是超声波在空气中传播 20多厘米的时间、这段时间内 是不接受信号的，主要就是为了躲开直接传导的信号防止引起误判断。
3、 电路板上的四个按钮和蜂鸣器有啥作用？
这是为后续开发应用所预留的，例如你可以在程序中定义为开关功能， 按下 一个按键，电路板开始测距、按下另一个按键电路板停止测距，或者定义为 多档距离报警设定，当检测到低丁设定距离时，驱动蜂鸣器报警。其实我们 的电路板您也可以加以改良，例如用1602的液晶模块代替数码管显示、增加 语音电路实现语音播报探测距离等等。
4、 为什么我的板不管前面有无遮挡物总是显示 27呢？
这是因为标有T字样的超声波接收头没有收到正确的回波信息导致工作异常 引起的，我们发现接收头比拟娇嫩，轻微的磕碰就会导致内部器件错位影响 正常工作，但是你只要稍稍旋转或者上下拨动一下接收头，很多情况就会排 除故障乂能正常工作了。
超声波测距板配套12V 1A直流稳压电源10元一个诏声波测距反原押粮图
超声波专用发射接收头10元一对〔标有T字样的是发射头，标有R字样的 是接收头〕
你还可以另外购置我们的PL2303模块，就能实现STCE片的在线程序下载。 只要连接3根线：一根申口入R连接单片机的P3.1TXD 一根申口出D连接单 片机的P3.0 RXD 一根地线-连接单片机的电源地即可。
然后将PL2303的USB转申口模块插入电脑的 USB口〔已经安装好2303的 驱动〕，然后在STS程软件界面中选择单片机型号 STC89C52RC选择COM6 〔具体按电脑实际虚拟出的申口号〕波特率选择 9600,点击“OPEFILE/择
你的烧写文件，点击 下载〞按钮，然后接通超声波测距成品学习板的电源， 3
秒左右就能完成程序下载并运行。
产品1:采用PL2303芯片的USB转TTL申口模块 每个15元 含一根4芯杜 邦连接线
点击这里可以看到
超声波测距学习板的PDF原理图 以下是附带的详细使用资 料截图：
名称
汇绥语言渡程序
二 T4LSgp 既
74LS245.pdf
^0120216. Pd£
逊起声波例距器的设计qg 艺超声液测距器系统设计pdf 三起声波实验根元件漕单PM 1超声波实验彼原理图.pdf 二超声波实焜板装配l].pdf
■使用说明.卫甚
liimiuTMirB.iEwmf ・“・・m_n5■!.・■・_■■・|,・・寻・・"—,・・■« Illi "] 自楚声滤灌言参考蛰机Mt ：
以下是局部汇编源程序，购置我们产品后我们可以通过电子邮件将完整的单 片机汇编语言源程序和烧写文件发送给客户。
；///////////////////////////////////////////////////////
；USE BY超声波测距器
;IC :AT89C51
;TEL :
;OSCCAL :XT (12M)
;display :共阳LED显示
;///////////////////////////////////////////////////////
;测距范围7CM-11M，堆栈在4FH以上，20H用丁标志
;显示缓冲单元在40H-43H,使用内存44H、45H、46H用丁计算距离 ;
VOUT EQU P1.0红外脉冲输出端口
speak EQU p1.1 ******************************************* ;
;*中断入口程序*
.********************************************
J
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
LJMP PINT0
ORG 000BH
RETI 大小
INI KE
140 KB
24 KB
□45 KB
2TT KE
3 KE
L5 I®
31 KB
5 KB \
KB
ORG 0013H
RETI
ORG 001BH
LJMP INTT1
ORG 0023H
RETI
ORG 002BH ;C52 一共有六个中断
RETI
；
*******************************************
；*主程序*
;********************************************
;
START: MOV SP,#4FH ;堆栈
MOV R0,#40H ;40H-43H为显示数据存放单元〔40H为最高位〕
MOV R7,#0BH
CLEARDISP: MOV @R0,#00H
INC R0
DJNZ R7,CLEARDISP
MOV 20H,#00H
MOV TMOD,#11H ;T1ffi T0为 16 位定时器
MOV TH0,#00H ;654 秒初值
MOV TL0,#00H
MOV TH1,#00H
MOV TL1,#00H
MOV P0,#0FFH
MOV P1,#0FFH
MOV P2,#0FFH
MOV P3,#0FFH
MOV R4,#04H超声方波冲个数控制〔为赋值的一半〕
SETB PX0 ;优先外部中断0
SETB ET;1 Timer1中断使能位
SETB EA ;总中断使能
SETB TRff启测距定时器 start1: LCALL DISPLAY
JNB 00H,START收;到及射信号时标志位为 1
CLR EA
LCALL WORK；算距离子程序 CLR EA MOV R2,#32h;#64H 测量间隔控制〔约 4*100=400MS〕 LOOP: LCALL DISPLAY DJNZ R2,LOOP
CLR 00H setb et0 mov th0,00h mov tl0,00h SETB TRU新开启测距定时器 SETB EA SJMP Start1 ;
*************************************************** ; ;*中断程序* *
*************************************************** ;
