1. 求一篇基于单片机的超声波测距仪的硬件设计的论文和开题报告
目 录
摘 要 I
ABSTRACT（英文摘要） II
目 录 IV
第一章 引 言 1
1.1 课题的提出 1
1.2 超声波测距发展概况 2
1.3 本课题研究内容及科学意义 3
第二章 超声波测距技术综述 4
2.1 超声及超声传感器简介 4
2.1.1 超声概述 4
2.1.2 超声传感器结构 6
2.1.3 超声传感器的主要参数及选择 9
2.2 超声测距原理与方法 10
2.3 测量盲区的影响 12
2.4 本章小结 13
第三章 硬件系统设计 15
3.1 方案论证 15
3.2 凌阳61板简介 16
3.2.1 功能区分与工作原理 16
3.2.2 系统各模块工作原理 16
3.3 超声波测距模组简介 20
3.3.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路 20
3.3.2 超声波回波接受处理电路 21
3.3.3 超声波模组电源设置 22
3.4 LED键盘模组简介 23
3.5 硬件系统设计说明 23
3.5.1 系统设计 23
3.5.2 硬件原理图 24
3.5.3 系统连接 24
3.6本章小结 26
第四章 软件系统设计 27
4.1 主程序设计 27
4.2 超声波测距程序设计 29
4.3 本章小结 31
第五章 试验结果与改进 32
5.1 系统调试 32
5.2 试验结果分析 34
5.2.1 试验结果 34
5.2.2 误差分析 37
5.2.3 系统改进方法 37
5.3 本章小结 38
结论 39
参考文献 41
致谢 44
附录一 45
附录二 46
附录三 47
2. 帮忙详细解答一下基于单片机的超声波测距仪的汇编源程序（急求啊）
我可以负责的告诉你，用C吧，完全可以胜任。
2003年的时候我们为了确保MCU的效率（时效性），强制使用汇编写的超声波程序，结果程序写不大，汇编你也知道，写百八十行可以，代码多了，这程序就没法看了，更谈不上程序升级和维护了。因此，那一代超声波产品的功能很弱。
2006年，我们要重新设计第二代超声波产品，要求可靠性好、功能强大，自然的代码量也要多了，当时我们仍然固执的使用汇编、绝不用C，可汇编的代码仍然写不长，为了方便技术人员管理和后续的产品升级，我把这一套复杂的系统代码分成了4级，也就是4套汇编代码，分别在32个MCU里运行（同一个设备里），这4套代码分别交给4个人来编写和维护，这4个人中若有人跳槽走了，由于他掌握的代码量小，功能又单一，接替他的人也很容易接手。（否则，这4套汇编程序，集中在一个冗长的代码里，那么这套代码将很难维护，而且几乎只能有1个人才能完全看懂它，一旦这个人走了，别人很难接手这套‘烂’程序，这对于产品的持续改进非常不利）
2008年，我们试探性的，在DSP（TMS320F28335）上用C完成了所有的功能，而且程序量比汇编要少得多，可读性、可维护性也要好得多。后来，我们在单片机上，也用C完成了绝大部分功能，原来担心的时效性问题从没有发生，这才领悟：2003-2008这5年，我们绕了一个大圈。
从此以后，我们就不再用汇编了，用C写超声波程序一直至今（偶尔嵌入汇编代码），算一下也有5年了，从没觉得C有任何局限性。
那么，你是还觉得必须要用汇编么？
3. 基于单片机的超声波测距系统的测量范围和测量精度如何计算 ...
测量范围是用程序实现不了的
只能看你的超声波发射探头的好坏还有就是CX20106A里面有一个管脚接的电容（或者是电阻
具体你查手册）的值就可以
测量精度的话要保证发射是40K
发射后立即启用定时器
当进入外部中断时立即关闭定时器
取出来的值就是你记得时间
还有就是注意超声波在空气中的速度
在15摄氏度是好像是338米每秒
20摄氏度的时候是340每秒吧
你取340就行
当然如果你的带温度补偿的设计会更好
知道速度和时间
计算距离就很简单了吧
4. 求基于AT89C52超声波测距简易设计的源程序，要求用3个LED管显示其测距，精确到小数点后2位如，X.XX米。
目前国内超声波测距器的设计大多采用汇编语言设计。由于单片机应用系统的日趋复杂，要求所写
的代码规范化，模块化，并便于多人以软件工程的形式进行协同开发，汇编语言作为传统的单片机应用系
统的编程语言，已经不能满足这样的实际需要了，而C语言以其结构化和能产生高效代码满足了这样的需
求，成为电子工程师进行单片机系统编程时的首先编程语言。在本设计中，由于C语言程序有利于实现较
复杂的算法，汇编语言程序具有较高的效率并且容易精确计算程序运行的时间，而超声波测距器的程序既
有较复杂的距离计算又要求精确计算超声波测距时程序运行的时间，所以本设计采用C语言和汇编语言
混合编程来实现。本文论述的是一种基于AT89C52单片机的超声波测距器，可用于汽车倒车等场合⋯。
1设计要求
设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用
于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0．10—5．00 m，测量精度lem，测量时与被测物
体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
2设计思路
2．1超声波及其测距原理
超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送
器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应
的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换为超声波，发射超声波；而在收到回
波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOt(time of fliight)。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返
回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。测量距离的方法有很多
种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波
收稿日期：2008-04-08
作者简介：周功明(1963一)，男，副教授，主要研究方向：电子信息科学技术。
·50· 绵阳师范学院学报(自然科学版) 第27卷
在标准空气中的传播速度为331．45粑秒，由单片机负责计时，单片机使用12．0M晶振，所以此系统的测
量精度理论上可以达到毫米级。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波
可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也
能达到要求。
超声波发生器可以分为两类：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。本课题
属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现【7】。
2．2超声波测距器的系统框图
根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED
数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图l所示¨2|：
3系统组成
3．1硬件部分
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部分组成。采用AT89C52来
实现对CX20106A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
＼
超声波接收E ：， LED显示单片机r
／＼
Z ∑
超声波发送高控制器
：> 扫描驱动
图1 超声波测距器系统设计框图
Fig．1 Ultrasonic eLangi．g system design diagram
器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INTO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¨≈J。
3．2软件部分
主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分。
4系统硬件电路设计
4．1单片机系统及显示电路
单片机采用AT89C52或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，减小测
量误差。单片机用P1．0端口输出超声波转化器所需的40KHz方波信号，利用外中断0口检测超声波接收
电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP
三极管驱动。单片机系统及显示电路如下图2所示‘1。31。
图2单片机及显示电路原理图
Fig．2 MCU and display circuit schematics
第8期周功明等：基于AT89C52单片机的超声波测距器设计·51．
4．2超声波发射电路原理图
压电超声波转换器的功能：利用压电晶体谐振工作。内部结构如图3‘3Ⅲ1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PI．O
将会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，
这时它就是一超声波发生器；如没加电压，当共
振板接收到超声波时，将压迫压电振荡器作振
动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声
波接收转换器。超声波发射转换器与接收转换
器其结构稍有不同。
4．3超声波检测接收电路图3发射电路原理图
参考红外转化接收电路，本设计采用集成
F‘g·3 U1‘ms。nie劬啪mi‘妇c‘咖1‘∞hem蚯c
电路CX20106A，这是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控
常用的载波频率38KHz与测距超声波频率
40KHz较为接近，可以利用它作为超声波检测
电路。如图4【3 J[71超声波检测接收电路原理图
所示，适当改变C4的大小，可改变接收电路的
灵敏度和抗干扰能力。⋯． J。j-二
5系统程序设计
超声波测距软件设计主要由主程序，超声
波发射子程序，超声波接收中断程序及显示子
程序组成。下面对超声波测距器的算法，主程
序，超声波发射子程序和超声波接收中断程序
逐一介绍。
5．1超声波测距器的算法设计
GND
图4超声波检测接收电路原理图
Fig．4 Ultrasonic receiver and detection circuit schematic
图5【_列示意了超声波测距的原理，即超声
波发生器T在某一时刻发出的一个超声波信号，当超声波遇到被测物
体后反射回来，就被超声波接收器R所接受。这样只要计算出发生信
号到接收返回信号所用的时问，就可算出超声波发生器与反射物体的
距离。
距离计算公式：d=s／2=(c木t)／2，其中d为被测物与测距器的距
离，s为声波的来回路程，c为声速，t为声波来回所用的时间。
图5超声波测距原理图
Fig．5 Ultrasonic Ranging schematic
声速c与温度有关(见表1)，如温度变化不大，则可认为声速是基
本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往
返时间，即可求得距离。在系统加入温度传感器来监测环境温度，可进行温度补偿。这里可以用DSl8820
测量环境温度，根据不同的环境温度确定一声速提高测距的稳定性。为了增强系统的可靠性，可在软硬件
上采用抗干扰措施。
表1不同温度下的超声波速表
Table I Under different temperatures ultrasonic velocity Table
·52· 绵阳师范学院学报(自然科学版) 第27卷
5．2主程序
主程序首先对系统环境初始化，设置定时器1D工作模式为16位的定时计数器模式，置位总中断允许
位EA并给显示端Po和P2清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为避免超声波从发射
器直接传送到接收器引起的直接波触发，需延迟0．1ms(这也就是测距器会有一个最小可测距离的原因)
后，才打开外中断0接收返回的超声波信号。由于采用12MHz的晶振，机器周期为lus，当主程序检测到接
收成功的标志位后，将计数器哟中的数(即超声波来回所用的时
间)按下式计算即可测得被测物体与测距仪之间的距离，设计时取
20℃时的声速为344 m／s则有：d=(C木TO)／2=172T0／10000cm
(其中，ID为计数器，ID的计数值)。
测出距离后结果将以十进制BCD码方式LED，然后再发超声
波脉冲重复测量过程。主程序框图如图6所示。
5．3超声波发生子程序和超声波接收中断程序
超声波发生子程序的作用是通过PI．0端口发送2个左右的
超声波信号频率约40KHz的方波，脉冲宽度为12 US左右，同时把
计数器，ID打开进行计时。超声波测距器主程序利用外中断0检
测返回超声波信号，一旦接收到返回超声波信号(INT0引脚出现
低电平)，立即进入中断程序。进入该中断后就立即关闭计时器
，ID停止计时，并将测距成功标志字赋值l。如果当计时器溢出时
还未检测到超声波返回信号，则定时器rID溢出中断将外中断0关
闭，并将测距成功标志字赋值2以表示此次测距不成功H旬J。
5．4超声波测距器的部分程序清单
／宰超声波测距器弹片机c程序使用Keil C51 ver 7．09
。
木／
#include<re951．h>
#define uchar unsigned int
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
Extem void ca_t(void)；
Extem void delay(uint)；
Extem void display(unchar)；
Data unehar testtok；
／木超声波测距器主程序术／
Void main(void)
{data unchar dispram[5]；
data uint i；
data ulong time；
p0=0xff；
pl=0xff；
TMOD=0X11：
IE=0x80；
While(1)
{．“}
开始
系统初始化
发送超声波脉冲
等待发射超声波
计算距离
显示结果0．5s
图6主程序框图
diagram of the main program
第8期周功明等：基于AT89C52单片机的超声波测距器设计·53·
6软硬件调试
超声波测距仪的制作和调试，其中超声波发射和接收采用中15的超声波换能器TCT40一IOFl(T发
射)和TCT40—10S1(R接收)，中心频率为40kHz，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4—8 cm，
其余元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。根据测量范围
要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容C4的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。
硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载到单片机试运行。根据实际情况可以修改超
声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要∞】【71。
7 结束语
本文设计的是基于AT89C52单片机的超声波测距器，可应用于汽车倒车等场合，提醒驾驶员倒车时有
效的避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人，从而有效避免由于倒车造成的汽车碰撞或擦伤经济损失
和人身安全问题。具有较强的实用性。
参考文献：
[1] 周功明．基于AT89C2051弹片机的防盗自动报警电子密码锁系统设计[J]．绵阳师范学院学报，2007，26(5)：112—
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[14]
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40：957．
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5. 求一段汇编程序，利用51单片机控制超声波传感器测距的程序。
; 基于AT89C2051单片机超声波测距系统
; 测量范围35-300厘米
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 中断入口程序 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
ORG 0000H
AJMP START
ORG 000BH
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 主 程 序 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
START : MOV R0,#70H ;立即数70H送寄存器R0中
MOV R7,#0BH ;立即数0BH送寄存器R7中
MOV 20H,#00H ;立即数00H送20H单元中
CLEARDISP: MOV @R0,#00H ;立即数立即数00H送R0中的地址单元中
INC R0 ;寄存器R0加1
DJNZ R7,CLEARDISP;寄存器中的数值减1非零时转移
MOV TMOD,#01H ;置定时器T0工作方式样3,对内部机器周期计数
CJZCX:MOV TL0,#00H ;装入定时器初值
MOV TH0,#00H
MOV R0,#0FH
MOV R1,#5bH
puzel:MOV 14H,#08H ;超声波发射持续200us
Here:CPL P3.5 ;输出40kHz方波
NOP ;
NOP ;
NOP ;
DJNZ 14H,Here ;
SETB TR0
SETB P3.2
MOV R6,#53H ;延时1.5ms
DL0: MOV R5,#03H
DJNZ R5,$
DJNZ R6,DL0
QBA:JNB P3.7,QBC
DJNZ R1,QBA
DJNZ R0,QBA
QBC:CLR P3.2
CLR TR0
MOV 70H,tl0
MOV 71H,tH0
MOV R2,71H
MOV R3,70H
MOV R6,#22H
MOV R7,#0H
LCALL MULD
MOV R6,#64H
MOV R7,#0H
LCALL DIVD
MOV 73H,R2
MOV 74H,R3
MOV R3,#0H
MOV R4,#0H
MOV R5,#0H
MOV R6,73H
MOV R7,74H
LCALL HB2
MOV A,R4 ;分离BCD
MOV B,#10H
DIV AB
MOV 78H,A
MOV 77H,B
MOV A,R5
MOV B,#10H
DIV AB
MOV 76H,A
MOV 75H,B
MOV 7AH,#0EFH
XXX:LCALL DISPLAY
DJNZ 7AH,XXX
AJMP CJZCX
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 乘34程序(乘声速) ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
MULD: MOV A,R3 ;计算R3乘R7
MOV B,R7
MUL AB
MOV R4,B ;暂存部分积
MOV R5,A
MOV A,R3 ;计算R3乘R6
MOV B,R6
MUL AB
ADD A,R4 ;累加部分积
MOV R4,A
CLR A
ADDC A,B
MOV R3,A
MOV A,R2 ;计算R2乘R7
MOV B,R7
MUL AB
ADD A,R4 ;累加部分积
MOV R4,A
MOV A,R3
ADDC A,B
MOV R3,A
CLR A
RLC A
XCH A,R2 ;计算R2乘R6
MOV B,R6
MUL AB
ADD A,R3 ;累加部分积
MOV R3,A
MOV A,R2
ADDC A,B
MOV R2,A
RET
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 除100程序(除法) ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
DIVD: CLR C ;比较被除数和除数
MOV A,R3
SUBB A,R7
MOV A,R2
SUBB A,R6
JC DVD1
SETB OV ;溢出
RET
DVD1: MOV B,#10H ;计算双字节商
DVD2: CLR C ;部分商和余数同时左移一位
MOV A,R5
RLC A
MOV R5,A
MOV A,R4
RLC A
MOV R4,A
MOV A,R3
RLC A
MOV R3,A
XCH A,R2
RLC A
XCH A,R2
MOV F0,C ;保存溢出位
CLR C
SUBB A,R7 ;计算（R2R3－R6R7）
MOV R1,A
MOV A,R2
SUBB A,R6
ANL C,/F0 ;结果判断
JC DVD3
MOV R2,A ;够减，存放新的余数
MOV A,R1
MOV R3,A
INC R5 ;商的低位置一
DVD3: DJNZ B,DVD2 ;计算完十六位商（R4R5）
MOV A,R4 ;将商移到R2R3中
MOV R2,A
MOV A,R5
MOV R3,A
CLR OV ;设立成功标志
RET
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; BCD转换 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
HB2: CLR A ;BCD码初始化
MOV R3,A
MOV R4,A
MOV R5,A
MOV R2,#10H ;转换双字节十六进制整数
HB3: MOV A,R7 ;从高端移出待转换数的一位到CY中
RLC A
MOV R7,A
MOV A,R6
RLC A
MOV R6,A
MOV A,R5 ;BCD码带进位自身相加，相当于乘2
ADDC A,R5
DA A ;十进制调整
MOV R5,A
MOV A,R4
ADDC A,R4
DA A
MOV R4,A
MOV A,R3
ADDC A,R3
MOV R3,A ;双字节十六进制数的万位数不超过6，不用调整
DJNZ R2,HB3 ;处理完16bit
RET
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 显示程序 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
DISPLAY: MOV R1,#76H ;立即数76H送寄存器中
MOV R5,#0FEH ;立即数FEH送寄存器R5中
PLAY: MOV A,R5 ;寄存器R5中的数值送累加器A中
MOV P3,A ;累加器A中的数值送P3口
MOV A,@R1 ;以寄存器R1中的数为地址单元的数值送累加器中
MOV DPTR,#TAB ;16位地址送地址寄存器中
MOVC A,@A+DPTR ;以中的地址为基地变址寻址单元中的数送累加器
MOV P1,A ;累加器A中的数值送P1口
MOV R6,#14H ;立即数据14送寄存器R6中
DL1:MOV R7,#19H ;立即数据19送寄存器R7中
DL2:DJNZ R7,DL2 ;寄存器中的数据减1,不为零时则转移
DJNZ R6,DL1 ;寄存器中的数据减1,不为零时则转移
INC R1 ;寄存器R1中的数值加1
MOV A,R5 ;寄存器R5中的数值送累加器A中
JNB ACC.2,ENDOUT ;地址位为0则转到ENDOUT
RL A ;累加器循环右移
MOV R5,A ;累加器A中的数值送寄存器R5中
AJMP PLAY ;绝对短转移
ENDOUT: SETB P3.5 ;置P3.5口
MOV P1,#0FFH ;立即数0FEH送P1口
RET ;返回
TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
END ;结束
我见过一款制作容易免调试的超声波测距板，你可到“谷歌”上搜索一下《一款制作容易免调试的超声波测距板》，该超声波测距板结构简单、制作容易不需要调试、测量精度高，比较适合单片机初学都使用，同时也是单片机课程设计比较好的实训课题。该超声波测距系统，提供套件，及组装好的板件，含原理图、源程序、设计说明等。
6. 求一篇关于基于单片机的超声波测距仪设计的英文资料（附中文翻译更美，呵呵），毕业设计用。谢谢
This article described the three directions (before, left, right) ultrasonic ranging system is to understand the front of the robot, left and right environment to provide a movement away from the information. (Similar to GPS Positioning System)
A principle of ultrasonic distance measurement
1, the principle of piezoelectric ultrasonic generator
Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work. Ultrasonic generator, the internal structure as shown in Figure 1, it has two piezoelectric chip and a resonance plate. When it's two plus pulse signal, the frequency equal to the intrinsic piezoelectric oscillation frequency chip, the chip will happen piezoelectric resonance, and promote the development of plate vibration resonance, ultrasound is generated. Conversely, if the two are not inter-electrode voltage, when the board received ultrasonic resonance, it will be for vibration suppression of piezoelectric chip, the mechanical energy is converted to electrical signals, then it becomes the ultrasonic receiver.
2, the principle of ultrasonic distance measurement
Ultrasonic transmitter in a direction to launch ultrasound, in the moment to launch the beginning of time at the same time, the spread of ultrasound in the air, obstacles on his way to return immediately, the ultrasonic reflected wave received by the receiver immediately stop the clock. Ultrasound in the air as the propagation velocity of 340m / s, according to the timer records the time t, we can calculate the distance between the launch distance barrier (s), that is: s = 340t / 2
Ultrasonic Ranging System for the Second Circuit Design
System is characterized by single-chip microcomputer to control the use of ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver since the launch from time to time, single-chip selection of 8751, economic-to-use, and the chip has 4K of ROM, to facilitate programming. Circuit schematic diagram shown in Figure 2. Draw only the front range of the circuit wiring diagram, left and right in front of Ranging Ranging circuits and the same circuit, it is omitted.
1,40 kHz ultrasonic pulse generated with the launch
Ranging system using the ultrasonic sensor of piezoelectric ceramic sensors UCM40, its operating voltage of the pulse signal is 40kHz, which by the single-chip implementation of the following proceres to generate.
puzel: mov 14h, # 12h; ultrasonic firing continued 200ms
here: cpl p1.0; output 40kHz square wave
nop;
nop;
nop;
djnz 14h, here;
ret
Ranging in front of single-chip termination circuit P1.0 input port, single chip implementation of the above procere, the P1.0 port in a 40kHz pulse output signal, after amplification transistor T, the drive to launch the first ultrasonic UCM40T, issued 40kHz ultrasonic pulse, and the continued launch of 200ms. Ranging the right and the left side of the circuit, respectively, then input port P1.1 and P1.2, the working principle and circuit in front of the same location.
2, reception and processing of ultrasonic
Used to receive the first launch of the first pair UCM40R, the ultrasonic pulse molation signal into an alternating voltage, the op-amp amplification IC1A and after polarization IC1B to IC2. IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567, internal voltage-controlled oscillator center frequency of f0 = 1/1.1R8C3, capacitor C4 determine their target bandwidth. R8-conditioning in the launch of the carrier frequency on the LM567 input signal is greater than 25mV, the output from the high jump 8 feet into a low-level, as interrupt request signals to the single-chip processing.
Ranging in front of single-chip termination circuit output port INT0 interrupt the highest priority, right or left location of the output circuit with output gate IC3A access INT1 port single-chip, while single-chip P1.3 and P1. 4 received input IC3A, interrupted by the process to identify the source of inquiry to deal with, interrupt priority level for the first left right after. Part of the source code is as follows:
receive1: push psw
push acc
clr ex1; related external interrupt 1
jnb p1.1, right; P1.1 pin to 0, ranging from right to interrupt service routine circuit
jnb p1.2, left; P1.2 pin to 0, to the left ranging circuit interrupt service routine
return: SETB EX1; open external interrupt 1
pop? acc
pop? psw
reti
right: ...?; right location entrance circuit interrupt service routine
? Ajmp? Return
left: ...; left Ranging entrance circuit interrupt service routine
? Ajmp? Return
4, the calculation of ultrasonic propagation time
When you start firing at the same time start the single-chip circuitry within the timer T0, the use of timer counting function records the time and the launch of ultrasonic reflected wave received time. When you receive the ultrasonic reflected wave, the receiver circuit outputs a negative jump in the end of INT0 or INT1 interrupt request generates a signal, single-chip microcomputer in response to external interrupt request, the implementation of the external interrupt service subroutine, read the time difference, calculating the distance . Some of its source code is as follows:
RECEIVE0: PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0; related external interrupt 0
? MOV R7, TH0; read the time value
MOV R6, TL0?
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, # 0BBH; calculate the time difference
MOV 31H, A; storage results
MOV A, R7
SUBB A, # 3CH
MOV 30H, A?
SETB EX0; open external interrupt 0
POP ACC?
POP PSW
RETI
Fourth, the ultrasonic ranging system software design
Software is divided into two parts, the main program and interrupt service routine, shown in Figure 3 (a) (b) (c) below. Completion of the work of the main program is initialized, each sequence of ultrasonic transmitting and receiving control.
Interrupt service routines from time to time to complete three of the rotation direction of ultrasonic launch, the main external interrupt service subroutine to read the value of completion time, distance calculation, the results of the output and so on.
V. CONCLUSIONS
Required measuring range of 30cm ~ 200cm objects inside the plane to do a number of measurements found that the maximum error is 0.5cm, and good reprocibility. Single-chip design can be seen on the ultrasonic ranging system has a hardware structure is simple, reliable, small features such as measurement error. Therefore, it can be used not only for mobile robot can be used in other detection systems.
Thoughts: As for why the receiver do not have the transistor amplifier circuit, because the magnification well, CX20106 integrated amplifier, but also with automatic gain control level, magnification to 76dB, the center frequency is 38k to 40k, is exactly resonant ultrasonic sensors frequency
=====
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。（类似GPS定位系统）
一 超声波测距原理
1、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。
2、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
二 超声波测距系统的电路设计
系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时，单片机选用8751，经济易用，且片内有4K的ROM，便于编程。电路原理图如图2所示。其中只画出前方测距电路的接线图，左侧和右侧测距电路与前方测距电路相同，故省略之。
1、40kHz 脉冲的产生与超声波发射
测距系统中的超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷传感器，它的工作电压是40kHz的脉冲信号，这由单片机执行下面程序来产生。
puzel： mov 14h, #12h；超声波发射持续200ms
here： cpl p1.0 ； 输出40kHz方波
nop ；
nop ；
nop ；
djnz 14h，here；
ret
前方测距电路的输入端接单片机P1.0端口，单片机执行上面的程序后，在P1.0 端口输出一个40kHz的脉冲信号，经过三极管T放大，驱动超声波发射头UCM40T，发出40kHz的脉冲超声波，且持续发射200ms。右侧和左侧测 距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口，工作原理与前方测距电路相同。
2、超声波的接收与处理
接收头采用与发射头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大器IC1A和IC1B两极放大后加至IC2。IC2是带有锁 定环的音频译码集成块LM567，内部的压控振荡器的中心频率f0=1/1.1R8C3，电容C4决定其锁定带宽。调节R8在发射的载频上，则LM567 输入信号大于25mV，输出端8脚由高电平跃变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机处理.
前方测距电路的输出端接单片机INT0端口，中断优先级最高，左、右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机INT1端口，同时单片机P1.3和P1.4接到IC3A的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。部分源程序如下：
receive1：push psw
push acc
clr ex1 ； 关外部中断1
jnb p1.1, right ； P1.1引脚为0,转至右测距电路中断服务程序
jnb p1.2, left ； P1.2引脚为0,转至左测距电路中断服务程序
return： SETB EX1； 开外部中断1
pop? acc
pop? psw
reti
right： ...? ； 右测距电路中断服务程序入口
? ajmp? return
left： ... ； 左测距电路中断服务程序入口
? ajmp? return
4、计算超声波传播时间
在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路 输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。其部分源程序如下：
RECEIVE0： PUSH PSW
PUSH ACC
CLR EX0 ； 关外部中断0
? MOV R7, TH0 ； 读取时间值
MOV R6, TL0?
CLR C
MOV A, R6
SUBB A, #0BBH； 计算时间差
MOV 31H, A ； 存储结果
MOV A, R7
SUBB A, #3CH
MOV 30H, A?
SETB EX0 ； 开外部中断0
POP ACC?
POP PSW
RETI
四、超声波测距系统的软件设计
软件分为两部分，主程序和中断服务程序，如图3（a）（b）(c) 所示。主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。
定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。
五、结论
对所要求测量范围30cm~200cm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为0.5cm，且重复性好。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可用在其它检测系统中。
思考：至于为什么接收不用晶体管做放大电路呢，因为放大倍数搞不好，CX20106集成放大电路，还带自动电平增益控制，放大倍数为76dB，中心频率是38k到40k，刚好是超声波传感器的谐振频率
7. 基于单片机的超声波测距仪毕业论文
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基于单片机的超声波测距仪设计及其应用分析
[摘要] 本文利用超声波传输中距离与时间的关系，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距仪，对不同距离进行了测试，并进行了详尽的误差分析。
[关键词] 超声波测距 单片机 温度传感器
随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测试，并可以进行详尽的误差分析。
一、设计原理
超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，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中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C
式中 L——要测的距离
T——发射波和反射波之间的时间间隔
C——超声波在空气中的声速，常温下取为340m/s
声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。
二、超声波测距仪设计目标
测量距离: 5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。
三、数据测量和分析
1.数据测量与分析
由于实际测量工作的局限性，最后在测量中选取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六个距离进行测量，每个距离连续测量七次，得出测量数据(温度:29℃),如表所示。从表中的数据可以看出，测量值一般都比实际值要大几厘米，但对于连续测量的准确性还是比较高的。
对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据，最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。从表中的数据来看，虽然对超声波进行了温度补偿，但在比较近的距离的测量中其相对误差也比较大。特别是对30cm和50cm的距离测量上，相对误差分别达到了5%和4.8%。但从全部测量结果看，本设计的绝对误差都比较小，也比较稳定。本设计盲区在22.6cm左右，基本满足设计要求。
2.误差分析
测距误差主要来源于以下几个方面：
(1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度，这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系，所以实际测量时，不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋，实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。
四、应用分析
采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。
超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。
总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。
五、结论
本设计的测量距离符合市场要求，测量的盲区也控制在23cm以内。针对市场需求，本设计还可以加大发射功率，让测量的距离更加的远。在显示方面，也可以对程序做适当改动，使开始发射超声波时LED显示出温度值，到超声波回波接收到以后通过计算得出距离值时，LED自动切换显示距离值，这样在视觉效果上得到更加直观的了解。
参考文献:
[1]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京：北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[2]金篆芷王明时:现代传感器技术[M].电子工业出版社.1995.331—335
[3]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[4]路锦正王建勤杨绍国赵珂赵太飞:超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002
仅供参考，请自借鉴
希望对您有帮助
8. 基于89C52单片机的HC-SR04超声波测距系统程序
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit DU=P2^6;
sbit WE=P2^7;
sbit RS=P1^0;
sbit RW=P1^1;
sbit EN=P2^5;
sbit RX=P3^2;
sbit TX=P1^5;
uint time=0;
unsigned long S=0;
bit flag=0;
uchar disdat[]={0,0,0,0};
void delay(uint xms)
{
uint x,y;
for(x=xms;x>0;x--)
for(y=112;y>0;y--);
}
void write_com(uchar com)
{
RS=0;
RW=0;
P0=com;
delay(5);
EN=1;
delay(5);
EN=0;
}
void write_dat(uchar dat)
{
RS=1;
RW=0;
P0=dat;
delay(5);
EN=1;
delay(5);
EN=0;
}
void write_1602(uchar add,uchar dat2)
{
write_com(0x80+0x40+add);
write_dat(dat2);
}
void ZIFU(uchar *ch)
{
while(*ch!=0)
{
write_dat(*ch++);
delay(20);
}
}
void init()
{
DU=0;
WE=0;
EN=0;
write_com(0x38);
delay(2);
write_com(0x0f);
write_com(0x06);
write_com(0x80);
write_com(0x01);
ZIFU(" From JM Xiao");
}
void count()
{
time=TH0*256+TL0;//计时时间
TH0=0;
TL0=0;
S=time/58;
disdat[0]=S%1000/100;
disdat[1]=S%1000%100/10;
disdat[2]=S%1000%10%10;
write_1602(1,'D');
write_1602(2,'i');
write_1602(3,'s');
write_1602(4,'t');
write_1602(5,'a');
write_1602(6,'n');
write_1602(7,'c');
write_1602(8,'e');
write_1602(9,':');
write_1602(10,disdat[0]+0x30);
write_1602(11,disdat[1]+0x30);
write_1602(12,disdat[2]+0x30);
write_1602(13,'C');
write_1602(14,'M');
}
void start()
{
TX=1;
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
_nop_(); _nop_();
TX=0;
}
void timer0() interrupt 1
{
flag=1;
}
void main()
{
delay(400);
init();
TMOD=0x01;
TH0=0;
TL0=0;
EA=1;
ET0=1;
while(1)
{
start();
while(!RX);
TR0=1;
while(RX);
TR0=0;
count();
delay(20);
}
}
9. 基于单片机的超声波测距仪
我也出现过这种情况，就是不停的在扫描，数码管在闪烁，但没有查出来原因，有可能是代码问题，有可能是代码和你的电路不符合一至，你可以用电表把作品查一遍，是否是某一个拐角接错了，电平不对，导致局部电流不通，芯片的拐角作用都清楚吗？如果硬件没问题，那就应该是上述的两种可能了。