文档介绍：电子信息系统综合设计报告
超声波测距仪
　　　　　
　　　　　　
　　　　　　　目录
摘要ﻩ３
第一章ﻩ绪论ﻩ3
设计要求ﻩ3

第二章　　方案论证ﻩ4
2．1 系统控制模块ﻩ5
距离测量模块ﻩ5
温度测量模块ﻩ５
　　实时显示模块 5
　蜂鸣报警模块ﻩ6
第三章　　硬件电路设计ﻩ6
3．1 超声波收发电路ﻩ６
　温度测量电路ﻩ7
　　　显示电路 8
　蜂鸣器报警电路ﻩ９
第四章　软件设计ﻩ1０
第五章　调试过程中遇到的问题及解决ﻩ11
画PＣＢ及制作ﻩ１１
５．2　　焊接问题及解决ﻩ11
　　软件调试ﻩ11
实验总结ﻩ１２
附件ﻩ１3
　元器件清单ﻩ1３
HＣ-SＲ04超声波测距模块说明书ﻩ14
　　电路原理图ﻩ16
　 PＣB图 16
　　程序ﻩ1７
摘要
该系统是一个以单片机技术为核心,实现实时测量并显示距离的超声波测距系统。系统主要由超声波收发模块、温度补偿电路、ＬED显示电路、CＰU处理电路、蜂鸣器报警电路等5部分组成。系统测量距离的原理是先通过单片机发出４0ＫHz方波串,然后检测超声波接收端是否接收到遇到障碍物反射的回波,同时测温装置检测环境温度。单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离，显示当前距离与温度,按照不同阈值进行蜂鸣报警。由于超声波检测具有迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制的特点，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在生产生活中得到广泛的应用，例如超声波探伤、液位测量、汽车倒车雷达等。
关键词:超声波测距　温度测量单片机ＬED数码管显示　蜂鸣报警
绪论
设计要求
设计一个超声波测距仪,实现以下功能:
测量距离要求不低于2米;
测量精度±1cｍ；
（３)超限蜂鸣器或语音报警。
理论基础
一、超声波传感器基础知识
超声波传感器是利用晶体的压电效应和电致伸缩效应，将机械能与电能相互转换,并利用波的特性，实现对各种参量的测量。
超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关,与环境条件也有关:
在气体中，超声波的传播速度与气体种类、压力及温度有关，在空气中传播速度为C＝+ (ｍ／s) 式中,ｔ为环境温度，单位为0Ｃ.
二、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。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。
三、超声波测距原理
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在空气中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制
,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
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Ｃ,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=Ｃt/2  。
从上面超声波特性可以知道:超声波在空气中的传播速度与温度有关：C＝331．５＋0．6０７t／０Ｃ（m／ｓ),如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的,典型的环境温度与超声波的传播速度的关系为:
温度(℃）
-30
－２0
-10
0
10
20
３0
100
声速(米/称)
313
3１9
32５
３2３
33８
344
349
386
系统概述
超声波测距仪主要由超声波收发装置、单片机、测温装置、报警装置、ＬCＤ显示等组成。系统检测距离的原理是通过单片机发出40 kＨz的方波脉冲信号后, 检测接收端是否能够接收到遇障碍物反射的回波,同时,测温装置检测环境温度。单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离,同时显示出当前距离与温度。测量距离范围为2~250cm。可测量温度范围为-3０~15０°Ｃ。有温度与距离显示,误差小,精度高。蜂鸣器预警和距离采样频率动态变化，距离越远,采样越慢。
单片机
系统