A. 單片機超聲波測距系統原理
超聲波測距學習板，可應用於汽車倒車、建築施工工地以及一些工業現場的位置監控，也可用於如液位、井深、管道長度的測量等場合。要求測量范圍在0.27~4.00m，測量精度1cm，測量時與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩定地顯示測量結果。超聲波測距原理
超聲波發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻時，壓電晶片將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波本時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，就成為超聲波接收器。在超聲探測電路中，發射端得到輸出脈沖為一系列方波，其寬度為發射超聲的時間間隔，被測物距離越大，脈沖寬度越大，輸出脈沖個數與被測距離成正比。超聲測距大致有以下方法：① 取輸出脈沖的平均值電壓，該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比，測量電壓即可測得距離；② 測量輸出脈沖的寬度，即發射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t，故被測距離為 S=1／2vt。本測量電路採用第二種方案。由於超 聲波 的聲速 與溫度有關，如果溫度變化不大，則可認為聲速基本不變 。如果測距精度要求很高，則應通 過溫度補償 的方法加以校正。超聲波測距適用於高精度的中長距離測量。因為超聲波在標准空氣中的傳播速度為331.45米/秒，由單片機負責計時，單片機使用12.0M晶振，所以此系統的測量精度理論上可以達到毫米級。
採用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路採用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS244,位碼用8550驅動.
超聲波測距的演算法設計: 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鍾340米（15℃時）。X2是聲波返回的時刻，X1是聲波發聲的時刻，X2-X1得出的是一個時間差的絕對值，假定X2-X1=0.03S，則有340m×0.03S=10.2m。由於在這10.2m的時間里，超聲波發出到遇到返射物返回的距離。
硬體部分採用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路採用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS244,位碼用8550驅動. 主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路和超聲波檢測接收電路三部分組成。採用AT89S51來實現對CX20106A紅外接收晶元和TCT40-10系列超聲波轉換模塊的控制。單片機通過P1.0引腳經反相器來控制超聲波的發送，然後單片機不停的檢測INT0引腳，當INT0引腳的電平由高電平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間，通過換算就可以得到感測器與障礙物之間的距離。
1.單片機系統及顯示電路
單片機採用89S51或其兼容系列。採用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩定的時鍾頻率，減小測量誤差。
單片機用P1.0埠輸出超聲波轉化器所需的40KHz方波信號，利用外中斷0口檢測超聲波接受電路輸出的返回信號。顯示電路採用簡單實用的4位共陽LED數碼管，段碼用74LS244驅動，位碼用PNP三極體驅動。單片機系統及顯示電路如下圖所示.
使用CX20106A集成電路對接收探頭受到的信號進行放大、濾波。其總放大增益80db。以下是CX20106A的引腳注釋。
1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。
2腳：該腳與地之間連接RC串聯網路，它們是負反饋串聯網路的一個組成部分，改變它們的數值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R1或減小C1,將使負反饋量增大，放大倍數下降，反之則放大倍數增大。但C1的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數為R1=4.7Ω，C1=1μF。
3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數為3.3μf。
4腳：接地端。
5腳：該腳與電源間接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kΩ時，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。
6腳： 該腳與地之間接一個積分電容，標准值為330pF，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。
7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，推薦阻值為22kΩ，沒有接受信號是該端輸出為高電平，有信號時則產生下降。 8腳：電源正極，4.5～5V。
軟硬體調試及性能
超聲波測距儀的製作和調試，其中超聲波發射和接收採用Φ16的超聲波換能器TCT40-16F1（T發射）和TCT40-16S1（R接收），中心頻率為40kHz，安裝時應保持兩換能器中心軸線平行並相距4～8cm，其餘元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據測量范圍要求不同，可適當調整與接收換能器並接的濾波電容C4的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。
硬體電路製作完成並調試好後，便可將程序編譯好下載到單片機試運行。根據實際情況可以修改超聲波發生子程序每次發送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時間，以適應不同距離的測量需要。根據所設計的電路參數和程序，測距儀能測的范圍為0.07～5.5m，測距儀最大誤差不超過1cm。系統調試完後應對測量誤差和重復一致性進行多次實驗分析，不斷優化系統使其達到實際使用的測量要求。後續工作需實驗後才能驗證 根據參考電路和集成的電路器件測距范圍有限10m以內為好。
B. 基於單片機紅外線測距的51程序
1、單片機 紅外發射管 紅外接收管 + 邏輯演算法
2、一般情況下，常見的管子，就是類似於發光二極體的樣子，接收的距離很近，你自己搭電路的話要考慮排除干擾，信號放大，也許50元，也解決不了。還有一種是3隻腳的，這種接收方面好一點，價格也不是很貴，大概5元。還有更好的器件，配對使用，檢出有效距離300mm，大概是20-30元，具體看你想怎麼用了，項目是怎麼規定的了
3、利用波速來計算距離，測量出幾個納秒的時間差，使用單片機則是不可能的。
4、利用電磁波來測距、測速，是利用了變頻、差頻的原理，前端的電路和器件，都是使用模擬電路中高頻電子線路的理論和電路器件。
5、單片機之類的數字電路根本跟不上這個速度，只能做後期的低速工作，如顯示報警等。
6、其實，用單片機做搶答器，也是蒙人的，誤差的概率也是極大的。1塊89C52單片機當然夠了，8個紅外感測器，只需要8個IO口，8個直流電機需要16個IO口，89c52單片機有40個IO口，還有富餘。
C. 51單片機做超聲波測距報警系統，報警功能不會加
比如有源蜂鳴器beep一端接電源正一端接單片機IO，輸出低電平驅動。
S裡面就是換算出的距離值了。在main主函數的while(1)里的計算函數下加報警判斷動作語句
if(S<100)beep=0;//小於100報警
else beep=1;//否則關閉
D. 有誰知道怎麼調試用51單片機來做的超聲波測距儀
T40-16 看這個型號就知道這只是一個單發射的開放式探頭（外徑為16）。如果你的主板是是收發一體的，那型號應該是T/R40-16*，
有信號回來（單發單收的也能收到），回來的信號應經過單片機處理，計算出發射距接收到的時間，才能經顯示電路就成數字距離。有沒電路給你看看。
E. 51單片機超聲波測距的問題
關鍵這個電路是硬體設計好就可以。做一個40khz的發射電路。。。用2051的一個io控制電源。。。動態掃描led顯示
另外再做一個40khz的接收電路。。。二者頻率對准。。。接收電路接收到發射信號的時候輸出一個電壓觸發中斷,先接通40khz發射電路的工作電壓。。。單片機開始計時。。。等侍接收電路觸發中斷。當有中斷。停止計時。。。
這個時間除以2再乘以超聲波在空氣中傳播速度。應該就是等於你要測試的距離。。。
這是參考源代碼，可能不全，僅作參考！
#include
#define
unit
unsigned
int
#define
uchar
unsigned
char
sbit
fs="p3"^0;
//發送端；
sbit
h="p3"^7;
sbit
l="p3"^5;
//數碼管位選端；
sbit
m="p3"^4;
uchar
tab[16]=\{0x28,0xeb,0x32,0xa2,0xe1,0xa4,0x24,0xea,0x20,0xa0,0x60,0x25,0x3c,0x23,0x34,0x74};//段碼;
uchar
u[3];
//顯示數組；
unit
count,b;
void
delay(unit
a)
//延時；
\{
unit
m;
for(m=0;m
=300)
\{
b=(17*count)/1000;
u[0]=b%10;
u[1]=(b/10)%10;
u[2]=(b/100)%10;
display();
}
}
void
over()interrupt
1
//t0溢出為無效測量fff；
\{
u[0]=15;
u[1]=15;
u[2]=15;
display();
}
void
main()
\{
fs=0;
delay(8600);
th0=0;
tl0=0;
tmod=0x01;
tr0=1;
ea=1;
et0=1;
pt0=1;
tx();
it0=1;
ie=0x83;
}
F. 51單片機，用超聲波測距，怎麼又調不好，大神給看看吧
while(1)
{
echo = 1; 改為（echo=0）
Delay(1);
trig = 1;
Delay(20); 這為發射端發射個脈沖信號
trig = 0;
while(!echo) 接受端echo不為0時，表示接收到高電平信號，然後就是計算這個高電平的時間了
TR0 = 1; 開定時器
while(echo) 直到echo變為0說明接收的高電平結束了
TR0 = 0; 關定時器
load = TH0 * 256 + TL0; 計算計數器記了多少，就可以用時鍾周期計算出這個高電平的時間了
把while（1）下面的echo=1；改成echo=0；
G. 求個51單片機超聲波測距（距離+報警）的c程序
//晶振=8M
//MCU=STC10F04XE
//P0.0-P0.6共陽數碼管引腳
//Trig = P1^0
//Echo = P3^2
#include <reg52.h> //包括一個52標准內核的頭文件
#define uchar unsigned char //定義一下方便使用
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
//***********************************************
sfr CLK_DIV = 0x97; //為STC單片機定義,系統時鍾分頻
//為STC單片機的IO口設置地址定義
sfr P0M1 = 0X93;
sfr P0M0 = 0X94;
sfr P1M1 = 0X91;
sfr P1M0 = 0X92;
sfr P2M1 = 0X95;
sfr P2M0 = 0X96;
//***********************************************
sbit Trig = P1^0; //產生脈沖引腳
sbit Echo = P3^2; //回波引腳
sbit test = P1^1; //測試用引腳
uchar codeSEG7[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//數碼管0-9
uint distance[4]; //測距接收緩沖區
uchar ge,shi,,temp,flag,outcomeH,outcomeL,i; //自定義寄存器
bit succeed_flag; //測量成功標志
//********函數聲明
void conversion(uint temp_data);
void delay_20us();
//void pai_xu();
void main(void) // 主程序
{ uint distance_data,a,b;
uchar CONT_1;
CLK_DIV=0X03; //系統時鍾為1/8晶振（pdf-45頁）
P0M1 = 0; //將io口設置為推挽輸出
P1M1 = 0;
P2M1 = 0;
P0M0 = 0XFF;
P1M0 = 0XFF;
P2M0 = 0XFF;
i=0;
flag=0;
test=0;
Trig=0; //首先拉低脈沖輸入引腳
TMOD=0x11; //定時器0，定時器1，16位工作方式
TR0=1; //啟動定時器0
IT0=0; //由高電平變低電平，觸發外部中斷
ET0=1; //打開定時器0中斷
//ET1=1; //打開定時器1中斷
EX0=0; //關閉外部中斷
EA=1; //打開總中斷0
while(1) //程序循環
{
EA=0;
Trig=1;
delay_20us();
Trig=0; //產生一個20us的脈沖，在Trig引腳
while(Echo==0); //等待Echo回波引腳變高電平
succeed_flag=0; //清測量成功標志
EX0=1; //打開外部中斷
TH1=0; //定時器1清零
TL1=0; //定時器1清零
TF1=0; //
TR1=1; //啟動定時器1
EA=1;
while(TH1 < 30);//等待測量的結果，周期65.535毫秒（可用中斷實現）
TR1=0; //關閉定時器1
EX0=0; //關閉外部中斷
if(succeed_flag==1)
{
distance_data=outcomeH; //測量結果的高8位
distance_data<<=8; //放入16位的高8位
distance_data=distance_data|outcomeL;//與低8位合並成為16位結果數據
distance_data*=12; //因為定時器默認為12分頻
distance_data/=58; //微秒的單位除以58等於厘米
} //為什麼除以58等於厘米， Y米=（X秒*344）/2
// X秒=（ 2*Y米）/344 ==》X秒=0.0058*Y米 ==》厘米=微秒/58
if(succeed_flag==0)
{
distance_data=0; //沒有回波則清零
test= !test; //測試燈變化
}
/// distance[i]=distance_data; //將測量結果的數據放入緩沖區
/// i++;
/// if(i==3)
/// {
/// distance_data=(distance[0]+distance[1]+distance[2]+distance[3])/4;
/// pai_xu();
/// distance_data=distance[1];
a=distance_data;
if(b==a) CONT_1=0;
if(b!=a) CONT_1++;
if(CONT_1>=3)
{ CONT_1=0;
b=a;
conversion(b);
}
/// i=0;
/// }
}
}
//***************************************************************
//外部中斷0，用做判斷回波電平
INTO_() interrupt 0 // 外部中斷是0號
{
outcomeH =TH1; //取出定時器的值
outcomeL =TL1; //取出定時器的值
succeed_flag=1; //至成功測量的標志
EX0=0; //關閉外部中斷
}
//****************************************************************
//定時器0中斷,用做顯示
timer0() interrupt 1 // 定時器0中斷是1號
{
TH0=0xfd; //寫入定時器0初始值
TL0=0x77;
switch(flag)
{case 0x00:P0=ge; P2=0xfd;flag++;break;
case 0x01:P0=shi;P2=0xfe;flag++;break;
case 0x02:P0=;P2=0xfb;flag=0;break;
}
}
//*****************************************************************
/*
//定時器1中斷,用做超聲波測距計時
timer1() interrupt 3 // 定時器0中斷是1號
{
TH1=0;
TL1=0;
}
*/
//******************************************************************
//顯示數據轉換程序
void conversion(uint temp_data)
{
uchar ge_data,shi_data,_data ;
_data=temp_data/100 ;
temp_data=temp_data%100; //取余運算
shi_data=temp_data/10 ;
temp_data=temp_data%10; //取余運算
ge_data=temp_data;
_data=SEG7[_data];
shi_data=SEG7[shi_data];
ge_data =SEG7[ge_data];
EA=0;
= _data;
shi = shi_data;
ge = ge_data ;
EA=1;
}
//******************************************************************
void delay_20us()
{ ucharbt ;
for(bt=0;bt<100;bt++);
}
/*
void pai_xu()
{ uint t;
if(distance[0]>distance[1])
{t=distance[0];distance[0]=distance[1];distance[1]=t;} /*交換值
if(distance[0]>distance[2])
{t=distance[2];distance[2]=distance[0];distance[0]=t;} /*交換值
if(distance[1]>distance[2])
{t=distance[1];distance[1]=distance[2];distance[2]=t;} /*交換值
}
*/