超聲波測(cè)距論文


摘  要
我們?cè)O(shè)計(jì)的智能測(cè)距儀采用超聲波測(cè)距，超聲波測(cè)距在社會(huì)生活中已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)、航海、宇航、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域。此外在材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占據(jù)重要地位。本文主要研究了一種基于單片機(jī)微處理器的超聲波測(cè)距儀。該儀器以空氣中超聲波的傳播速度為確定條件，利用反射超聲波測(cè)量待測(cè)距離。本文闡述了儀器研制的理論基礎(chǔ)，介紹了具體的軟硬件設(shè)計(jì)以及相關(guān)情況。
該系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路、鳴響電路、電源電路五部分組成。軟件部分主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序等部分組成。利用單片機(jī)AT89S52對(duì)超聲波接收信號(hào)進(jìn)行處理（通過一定的算法），并將它顯示到LED上。單片機(jī)程序使用keil c51設(shè)計(jì)并調(diào)試。

關(guān)鍵詞：超聲波；測(cè)距系統(tǒng)；單片機(jī)；CX20106A

  1引言
 一些傳統(tǒng)的距離測(cè)量方式在某些特殊場(chǎng)合存在不可克服的缺陷。例如，頁(yè)面測(cè)量就是一種距離測(cè)量，傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極，通過給電或脈沖來檢測(cè)頁(yè)面，電極長(zhǎng)期浸泡于水中或其他液體中，極易被腐蝕、電解，失去靈敏性。利用超聲波測(cè)量就可以解決這些問題。
這些年來 ，隨著超聲波技術(shù)研究的不斷深入，在加上其具有的高精度、無(wú)損、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，超聲波的應(yīng)用變得越來越普及。目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造、電子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工業(yè)領(lǐng)域。此外在材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占據(jù)重要地位。
利用超聲波作為定位技術(shù)是蝙蝠等一些無(wú)目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是由生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波(20kHz以上機(jī)械波),借助空氣媒質(zhì)傳播由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時(shí)間間隔長(zhǎng)短與被反射的超聲波的強(qiáng)弱判斷獵物性質(zhì)或障礙位置的方法。由于超聲波的速度相對(duì)于光速要小的多，其傳播時(shí)間就比較容易檢測(cè)，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強(qiáng)度好控制，因人類采用仿真技能利用超聲波測(cè)距。超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法。由于超聲波指向性好,能力消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因而超聲波經(jīng)常被用于距離的測(cè)量,利用超聲波檢測(cè)距離設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,計(jì)算處理也比較簡(jiǎn)單,并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到日常使用要求。
超聲波測(cè)距在某些場(chǎng)合有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫@種方法是利用計(jì)算超聲波在被測(cè)物體和超聲波探頭之間的傳輸來測(cè)量距離的，因此它是一種非接觸式的測(cè)量所以它就能夠在某些特定場(chǎng)合或環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下使用。比如要測(cè)量有毒或有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的液面高度或高速公路上快速行駛汽車之間的距離。