超声波测距实验报告
完整word版超声波测距试验报告
超声波测距系统实物设计报告设计要求一. 更新,,动态显示测量结果,数字显示清晰,无数字叠加1. 测量距离不小于0.3米秒左右。
时间约为0.5 显示精度0.01米。
2.测量精度优于0.1米, ”报警。
蜂鸣器发出”嘀嘀距离小于3.0.3米时, ,指示灯显示超量程。
测量距离超过1.0米时4.系统设计思路二. 原理框图 1.射发超声波器2.系统组成模块（一）40KHZ方波产生电路1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过理论计算加上微调电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波，当R2远大于R1时，矩形波的占空比接近50%，可近似为方波。
2、单元电路如下图；3、参数计算：、仿真结果：4．（二）2Hz时钟信号发生电路：1、分析：利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
其中占空比在70%以上。
2、单元电路如下所示：参数计算：R1=710K欧，R2=375欧，C1=1微F17kHz时钟信号发生电路：（三）通过定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，利用分析：5551、理论计算加上调整电阻和电容的值，得到所需频率的矩形波。
、单元电路如下所示：2、参数计算：3 C5=47nfR2=395R1=1K欧，欧，；4、仿真5、功能：数字显示的测量结果要求动态更新时间约0.5秒左右，所以要求一个频率约2Hz的时钟信号来控制刷新数据，保证结果显示稳定不闪烁。
三，调试说明首先要在示波器上稳定的出现5个波形，40khz的方波，17khz的方波，加上接收头之后的波形，经过347放大之后的正弦波，2hz经过非门整形之后的波形；其中值得注意的就是40khz的占空比一定要精确的得到50%，这个和你测试的准确度和高度直接相关，我们在提高高度的过程中其中一个步骤就是回过头来再去调整40khz的准确度。
17khz的一定是占空比小于40%，这个最直接的影响是测试精度，我们尝试在17khz之后不接非门就是占空比大于50%，测试结果是不准确的。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告1. 实验目的1.掌握超声波测距的基本原理；2.熟悉超声波测距仪器的使用；3.培养实验操作能力和数据处理能力。
2. 实验原理超声波测距是利用超声波在空气中的传播速度和反射原理，通过测量超声波发射和接收之间的时间间隔来计算被测物体与测距仪之间的距离。
超声波在空气中的传播速度约为 340 m/s。
3. 实验器材与步骤3.1 器材1.超声波测距仪；2.连接线；3.测量物体。
3.2 步骤1.连接超声波测距仪与电源；2.打开超声波测距仪，进行自检；3.将测量物体放置在合适的位置；4.调整超声波测距仪的测量范围；5.记录测量数据；6.分析数据，计算距离。
4. 实验数据与分析本实验共进行五次测量，记录数据如下：序号 | 测量距离（cm） | 误差（cm） |— | ———— | ——– |1 | 150.0 | 2.0 |2 | 152.5 | 1.5 |3 | 148.0 | 2.0 |4 | 151.0 | 1.0 |5 | 149.5 | 1.5 |平均距离 = (150.0 + 152.5 + 148.0 + 151.0 + 149.5) / 5 = 150.0 cm最大误差 = 2.0 cm最小误差 = 1.0 cm5. 实验总结本次实验掌握了超声波测距的基本原理和操作方法，通过对测量数据的分析，得出被测物体与测距仪之间的平均距离为 150.0 cm，最大误差为 2.0 cm，最小误差为 1.0 cm。
实验结果表明，超声波测距技术在实际应用中具有较高的准确性和可靠性。
6. 建议与改进1.在实验过程中，要确保测量物体与测距仪之间的距离在测距仪的测量范围内；2.提高实验操作技巧，减小人为误差；3.后续可以尝试使用不同类型的超声波测距仪进行实验，比较其性能和精度。
7. 实验拓展7.1 超声波测距的应用领域超声波测距技术广泛应用于工业、农业、医疗、交通、安防等领域，例如：1.工业领域：测量物体的尺寸、厚度、距离等；2.农业领域：测量土壤湿度、作物高度等；3.医疗领域：测量人体内部器官的距离、厚度等；4.交通领域：车辆测距、速度检测等；5.安防领域：监控设备、报警系统等。
超声测距模块实验报告
一、实验目的1. 理解超声波测距的基本原理。
2. 掌握超声波测距模块的硬件连接与软件编程。
3. 学习使用超声波测距模块进行距离测量。
4. 了解超声波测距在实际应用中的优势与局限性。
二、实验原理超声波测距是利用超声波在介质中传播的速度和距离之间的关系来测量距离的一种方法。
当超声波发射器发出超声波时，它会遇到障碍物并反射回来。
通过测量发射和接收超声波之间的时间差，可以计算出障碍物与发射器之间的距离。
超声波在空气中的传播速度大约为340m/s。
设超声波发射器与接收器之间的距离为d，超声波从发射器传播到障碍物并返回所需的时间为t，则有：\[ d = \frac{v \times t}{2} \]其中，v为超声波在空气中的传播速度，t为超声波往返所需的时间。
三、实验设备1. 超声波测距模块HC-SR042. STM32单片机开发板3. 调试工具4. 电源5. 导线四、实验步骤1. 硬件连接（1）将超声波测距模块的VCC、GND、TRIG和ECHO引脚分别连接到STM32单片机的3.3V、GND、GPIO和中断引脚。
（2）将STM32单片机的电源和地连接到实验平台的电源。
2. 软件编程（1）编写STM32单片机的程序，用于控制超声波测距模块。
（2）程序主要包含以下功能：- 初始化GPIO和中断引脚；- 发送触发信号；- 读取回响信号；- 计算距离；- 显示距离。
（3）使用HAL库函数实现上述功能。
3. 调试与测试（1）将程序烧录到STM32单片机中。
（2）使用调试工具检查程序运行情况。
（3）调整超声波测距模块的位置，测试不同距离下的测量结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据通过实验，得到以下数据：| 距离（cm） | 测量值（cm） || :--------: | :--------: || 10 | 9.8 || 20 | 19.7 || 30 | 29.6 || 40 | 39.5 || 50 | 49.4 |2. 数据分析实验结果表明，超声波测距模块的测量精度较高，误差在±1cm以内。
超声波雷达测距实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，了解超声波雷达测距的原理和实现方法，掌握超声波传感器的基本使用技巧，并学会利用STM32单片机进行数据处理和显示，从而完成一个简单的超声波雷达测距系统。
二、实训器材1. STM32F103单片机开发板2. HC-SR04超声波传感器模块3. OLED显示屏4. 连接线5. 电源三、实训原理超声波雷达测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度来测量距离。
当超声波传感器发射超声波时，它会遇到障碍物后反射回来，通过测量超声波从发射到接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器之间的距离。
四、实训步骤1. 硬件连接：- 将HC-SR04超声波传感器模块的两个引脚分别连接到STM32单片机的GPIO引脚。
- 将OLED显示屏的相应引脚连接到STM32单片机的SPI或I2C接口。
- 将电源连接到STM32单片机和超声波传感器模块。
2. 软件设计：- 编写STM32单片机的初始化程序，配置GPIO引脚、SPI/I2C接口等。
- 编写超声波传感器的控制程序，用于控制超声波传感器的发射和接收。
- 编写数据处理程序，用于计算超声波从发射到接收的时间差，从而得到距离值。
- 编写OLED显示屏的显示程序，用于显示距离值。
3. 程序实现：- 使用STM32 HAL库函数或直接操作寄存器来实现程序。
- 通过定时器中断来实现超声波传感器的时序控制。
- 使用查表法或直接计算法来实现距离值的转换。
4. 系统测试：- 将系统放置在测试环境中，调整测试距离，观察OLED显示屏上显示的距离值是否准确。
- 分析测试结果，找出系统误差的来源，并进行优化。
五、实训结果与分析1. 测试结果：- 在不同的测试距离下，OLED显示屏上显示的距离值与实际距离基本相符，说明系统具有较高的测量精度。
2. 误差分析：- 超声波在空气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响，导致测距误差。
- 超声波传感器的响应时间存在一定的延迟，也会导致测距误差。
超声波测距实验报告
目录1、课题设计的目的和意义 (3)2、课题要求 (3)2.1、基本功能要求 (3)2.2、提高要求 (4)3、重要器件功能介绍 (4)3.1、CX20106A红外线发射接收专用芯片 (4)3.2、AT89C51系列单片机的功能特点 (5)3.3、ISD1700优质语音录放电路 (6)4、超声波测距原理 (8)4．1、超声波测距原理图 (8)4.2、超声波测距的基本原理 (9)5、硬件系统设计 (10)5.1、超声波发射单元 (10)5.2、超声波接收单元 (11)5.3、显示单元 (11)5.4、语音单元 (12)5.5、硬件设计中遇到的难题： (12)6、系统软件设计 (14)7、调试与分析 (15)7.1调试 (15)7.2误差分析 (15)8、总结 (16)9、附件 (17)9.1、总电路 (17)9.2、主要程序 (18)10、参考文献 (22)1课题设计的目的及意义随着科学技术的快速发展，超声波在测距仪中的应用越来越广，但就目前技术水平而言，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来，超声波测距作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
如声纳的发展趋势：研究具体的高定位精度的被动测距声纳，以满足军事和渔业等的发展需求，实现远程的被动探测和识别。
毋庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。
超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以他就能够在某些场合或环境比较恶劣的环境下使用。
比如测有毒或者有腐蚀性化学物质的液面高度或者高速公路上快速行驶汽车之间的距离。
随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最注重发展到具有创造力。
超声波测距 实验报告
Q1
40106
图 6
7490 芯片的时钟接前一位的 Q3。最低位 7490 芯片的时钟接 17kHz TTL 方波（由信号 发生器提供）和闸门波形相与（或者相与非）的结果。闸门波形由下图所示的电路产生：
1 发(Q1)
D
SET
Q
Q3
CLR
Q
收
图 7
4、报警电路。
图 8
此部分的功能是通过存储器（用 74161 芯片）保存计数值，在报警时间（如图 8）内用 组合逻辑电路对计数值进行比较。若计数值小于 30（cm） （且小于存储器中的值） ，则利用
实验日期 2010-7-13~2010-7-15
实验室
222
座位号
23
清华大学电子工程系
电子技术课程设计 实验报告
超声波测距系统
班级 无 82 学号 2008011098 姓名 刘硕 交报告日期 2010-7-17
【实验任务】
1. 测量距离不小于 0.5m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.05m，显示精度 0.01m。 2.测量距离不小于 1.0m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.01m，显示精度 0.01m 3.测量距离不小于 2.0m 米，数字显示，动态更新测量结果，更新时间约 1 秒。测量精 度优于 0.01m，显示精度 0.01m 距离小于 0.3m 时，用蜂鸣片发出间歇式的“嘀一嘀”声响报 警。 4*.显示无跳动、闪烁，距离小于 0.3m 且距离变近时，用蜂鸣片发出间歇式的“嘀一嘀” 声响报警。
Ix<30cm Q3 BDC
图 10
实现距离小于 30cm 且距离变近报警的电路：
超声波测量检测实训报告
一、实验目的1. 熟悉超声波测量检测的基本原理和实验方法；2. 掌握超声波测距仪器的操作技能；3. 学会利用超声波测量检测技术进行实际应用；4. 提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理超声波是一种频率高于人类听觉上限（20kHz）的声波。
超声波在介质中传播时，其传播速度与介质的密度、弹性模量等因素有关。
超声波测量检测技术利用超声波的这些特性，通过测量超声波在介质中的传播时间或反射时间来获取距离信息。
三、实验仪器与设备1. 超声波测距仪；2. 超声波发射器；3. 超声波接收器；4. 数字示波器；5. 电源；6. 测量距离的标尺；7. 实验平台。
四、实验内容1. 超声波测距仪器的使用与操作；2. 超声波传播速度的测量；3. 超声波反射系数的测量；4. 超声波衰减系数的测量；5. 超声波测距的实际应用。
五、实验步骤1. 超声波测距仪器的使用与操作（1）打开超声波测距仪，调整仪器至正常工作状态；（2）根据实际需求，选择合适的测量模式（如距离测量、速度测量等）；（3）将超声波发射器固定在实验平台上，确保发射器与接收器之间的距离固定；（4）将超声波接收器放置在距离发射器一定距离的位置；（5）启动超声波测距仪，观察测量结果。
2. 超声波传播速度的测量（1）根据实验要求，设置超声波发射器与接收器之间的距离；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度。
3. 超声波反射系数的测量（1）将超声波发射器与接收器之间的距离设置为固定值；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度；（4）利用超声波传播速度和超声波发射器与接收器之间的距离，计算超声波的反射系数。
4. 超声波衰减系数的测量（1）根据实验要求，设置超声波发射器与接收器之间的距离；（2）启动超声波测距仪，记录超声波往返传播时间；（3）根据超声波往返传播时间，计算超声波在介质中的传播速度；（4）利用超声波传播速度和超声波发射器与接收器之间的距离，计算超声波的衰减系数。
超声波测距仪实训报告
超声波测距仪实训报告一、实训目的本次超声波测距仪实训的主要目的是让我们深入了解超声波测距的原理和应用，通过实际操作和调试，掌握超声波测距仪的设计、制作和调试方法，提高我们的实践动手能力和解决问题的能力，同时培养我们的团队合作精神和创新思维。
二、实训原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度和往返时间来计算距离。
超声波发生器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，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。
已知超声波在空气中的传播速度为 340 米/秒，根据计时时间 t 就可以计算出发射点距障碍物的距离 s，即 s ＝ 340t/2。
三、实训设备与材料1、超声波传感器模块（包括发射探头和接收探头）2、单片机开发板3、显示屏4、杜邦线若干5、面包板6、电源适配器四、实训步骤1、硬件电路设计将超声波传感器模块与单片机开发板进行连接，使用杜邦线将发射探头连接到单片机的某个输出引脚，接收探头连接到单片机的某个输入引脚。
将显示屏连接到单片机的相应引脚，以便显示测量到的距离值。
2、软件编程选择合适的编程语言和开发环境，如 C 语言和 Keil 软件。
编写初始化程序，包括单片机引脚的配置、定时器的设置等。
编写超声波发射和接收的控制程序，实现超声波的发射和接收，并计算往返时间。
根据距离计算公式，将计算得到的距离值转换为合适的格式，并通过显示屏进行显示。
3、系统调试硬件调试：检查电路连接是否正确，电源是否正常，传感器是否工作正常等。
软件调试：通过单步调试、设置断点等方式，检查程序的执行流程和计算结果是否正确。
综合调试：将硬件和软件结合起来进行调试，不断修改和优化程序，直到系统能够稳定准确地测量距离。
五、实训过程中遇到的问题及解决方法1、测量误差较大问题描述：测量得到的距离值与实际距离存在较大偏差。
原因分析：可能是由于超声波在空气中的传播受到温度、湿度等环境因素的影响，也可能是由于硬件电路的干扰或者软件算法的不完善。
超声波测距实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，超声波测距技术逐渐在各个领域得到广泛应用。
为了提高自身实践能力，了解超声波测距技术在实际应用中的原理和操作，我参加了本次超声波测距实习。
二、实习目的1. 了解超声波测距的基本原理及工作流程；2. 掌握超声波测距仪的使用方法及注意事项；3. 培养动手能力和团队合作精神；4. 提高对超声波测距技术在实际应用中的认识。
三、实习内容1. 超声波测距原理及工作流程超声波测距是利用超声波在介质中传播的速度和反射原理来测量距离的一种技术。
当超声波发射器发出超声波后，在遇到障碍物时，部分超声波会被反射回来。
通过测量发射超声波和接收反射超声波之间的时间差，可以计算出障碍物与测距仪之间的距离。
超声波测距工作流程如下：（1）发射器发射超声波；（2）超声波遇到障碍物后反射回来；（3）接收器接收反射回来的超声波；（4）计算发射和接收之间的时间差；（5）根据超声波在介质中的传播速度，计算出障碍物与测距仪之间的距离。
2. 超声波测距仪的使用方法及注意事项（1）使用前，确保超声波测距仪的电源充足，避免因电量不足导致测量误差；（2）将测距仪放置在平稳的表面上，避免因震动导致测量误差；（3）调整测距仪的量程，使其适应被测物体的距离；（4）根据需要，调整测距仪的发射角度，确保超声波能够有效传播；（5）在测量过程中，避免测距仪受到其他信号的干扰；（6）测量完成后，关闭测距仪，确保设备安全。
3. 实际操作在实习过程中，我们使用超声波测距仪对实验室内的物体进行了测量。
具体操作如下：（1）将测距仪放置在平稳的桌面上；（2）调整测距仪的量程，使其适应被测物体的距离；（3）调整测距仪的发射角度，确保超声波能够有效传播；（4）按下测距仪的测量按钮，开始测量；（5）观察测距仪的显示屏，读取测量结果；（6）重复以上步骤，对多个物体进行测量。
四、实习心得通过本次超声波测距实习，我深刻认识到以下几方面：1. 超声波测距技术在实际应用中的重要性；2. 掌握超声波测距仪的使用方法及注意事项对于提高测量精度至关重要；3. 动手能力在实践过程中得到了锻炼，为今后的工作积累了宝贵经验；4. 团队合作精神在实习过程中得到了体现，为今后的团队协作打下了基础。
超声波测距实验报告
超声波测距模块工作原理
超声波发射器发射 一组超声波脉冲
脉冲遇到物体后反 射回来
超声波接收器接收 反射回来的脉冲
通过计算发射和接 收脉冲之间的时间 差，得到物体与传 感器之间的距离
编写Arduino程序，控制 超声波传感器发送和接收 信号
连接Arduino板与电脑， 上传程序并运行
调整超声波传感器的角度 和位置，确保测量距离准 确
开始测量
准备超声波传感器和Arduino板 连接超声波传感器和Arduino板 编写程序，设置触发和接收引脚 启动Arduino板，开始测量距离
数据记录和处理
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
拓展应用场景：将超声波测距技术 应用于更多领域，如自动驾驶、智 能机器人等。
降低成本：通过优化设计和生产工艺， 降低超声波传感器和测距系统的成本， 使其更广泛地应用于各种领域。
感谢您的观看
汇报人：XX
实验步骤
准备实验器材
超声波传感器 添加标题
连接线 添加标题
添加标题 Arduino开发板
添加标题 面包板
跳线 添加标题
测量工具 添加标题
添加标题 电脑和软件
添加标题 实验环境
搭建实验装置
准备超声波传感器、 Arduino板、面包板、跳 线等材料
连接超声波传感器与 Arduino板的引脚
连接Arduino板与面包板 的引脚
学会使用超声波传感器进行距离测 量
学会分析实验数据，得出结论
掌握数据处理和分析技巧
学习如何使用超声波传感器进行距 离测量
超声波测距报警器实验报告
超声波测距报警器实验报告一、实验目的本实验旨在设计并实现一个基于超声波的测距报警器，通过测量物体与传感器之间的距离，当距离小于设定的阈值时，触发报警装置，以实现对特定区域的距离监测和预警功能。
二、实验原理超声波测距是通过测量超声波在空气中的传播时间来计算距离的。
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，碰到障碍物后反射回来，接收器收到反射波就立即停止计时。
已知超声波在空气中的传播速度为 340 米/秒，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，计算公式为：s ＝ 340t/2 。
三、实验设备与材料1、超声波传感器模块（包括发射器和接收器）2、微控制器（如 Arduino 开发板）3、蜂鸣器4、显示屏（用于显示测量距离）5、杜邦线若干6、电源（如电池盒或 USB 电源）四、实验步骤1、硬件连接将超声波传感器的 VCC 引脚连接到电源的正极端，GND 引脚连接到电源的负极端。
将超声波传感器的 Trig 引脚连接到微控制器的数字输出引脚，Echo 引脚连接到微控制器的数字输入引脚。
将蜂鸣器的正极连接到微控制器的数字输出引脚，负极连接到电源的负极端。
将显示屏连接到微控制器的相应引脚。
2、软件编程使用 Arduino 开发环境编写控制程序。
首先，设置微控制器的引脚模式，包括输入和输出引脚。
然后，在主循环中，通过向 Trig 引脚发送一个短脉冲来触发超声波传感器发送超声波。
等待 Echo 引脚变为高电平，开始计时；当 Echo 引脚变为低电平时，停止计时，并根据时间计算距离。
将计算得到的距离与设定的阈值进行比较，如果小于阈值，驱动蜂鸣器报警，并在显示屏上显示距离和报警信息。
3、调试与测试编译并上传程序到微控制器。
进行实物测试，逐步调整传感器的位置和方向，以及阈值的大小，观察报警效果和距离测量的准确性。
五、实验结果与分析1、距离测量结果在不同距离下进行多次测量，记录测量值。
单片机超声波测距实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，单片机技术在各个领域得到了广泛应用。
超声波测距技术作为一种非接触式测量方法，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，在工业自动化、智能家居、机器人等领域有着广泛的应用前景。
本实习报告旨在通过单片机超声波测距实验，了解超声波测距原理，掌握单片机编程技巧，并实现一个简单的超声波测距系统。
二、实习目的1. 理解超声波测距原理，掌握超声波传感器的工作原理。
2. 掌握单片机编程技巧，实现超声波测距功能。
3. 了解超声波测距系统在实际应用中的注意事项。
三、实习内容1. 超声波测距原理超声波测距原理基于声波在介质中传播的速度和距离的关系。
当超声波发射器发出超声波信号后，遇到障碍物会发生反射，反射信号被接收器接收。
根据超声波发射和接收的时间差，可以计算出障碍物与传感器的距离。
2. 实验设备（1）51单片机开发板（2）HC-SR04超声波测距模块（3）蜂鸣器（4）LED灯（5）面包板、连接线3. 实验步骤（1）搭建实验电路将51单片机开发板、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等元器件按照电路图连接到面包板上。
（2）编写程序使用C语言编写单片机程序，实现以下功能：1）初始化51单片机、HC-SR04超声波测距模块、蜂鸣器、LED灯等外围设备。
2）使用定时器0产生定时中断，定时检测HC-SR04超声波测距模块的回波信号。
3）根据超声波往返时间计算距离，并显示在LCD显示屏上。
4）当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
（3）编译、下载程序将编写好的程序编译并下载到51单片机开发板上。
（4）测试与调试连接LCD显示屏，观察距离显示是否正常。
调整HC-SR04超声波测距模块与障碍物的距离，测试报警声和LED灯是否正常工作。
四、实习结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了超声波测距功能。
当距离小于设定值时，蜂鸣器发出报警声，LED灯亮起。
2. 分析（1）超声波测距原理正确，程序编写无误。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告超声波测距实验报告引言：超声波测距是一种常见的测量技术，广泛应用于工业、医学和科学研究领域。
通过发射超声波并测量其返回时间，我们可以计算出被测物体与传感器之间的距离。
本实验旨在探究超声波测距的原理和应用，并通过实际操作验证其可靠性和准确性。
实验步骤：1. 实验器材准备：超声波传感器、数字示波器、计算机等。
2. 连接电路：将超声波传感器与数字示波器和计算机相连。
3. 设置参数：根据实验要求，设置传感器的工作频率和测量范围。
4. 发射超声波：通过控制电路，使传感器发射超声波信号。
5. 接收信号：传感器接收到返回的超声波信号，并将其转换为电信号。
6. 数据处理：将接收到的信号传输到计算机，并使用相应的软件进行数据处理和分析。
7. 计算距离：根据超声波的传播速度和返回时间，计算被测物体与传感器之间的距离。
实验结果：经过多次实验，我们得到了一系列距离数据，并进行了统计和分析。
结果表明，超声波测距的准确性较高，误差在合理范围内。
同时，我们还观察到在不同环境条件下，超声波的传播和测量结果可能会受到一定的影响。
例如，声波在空气中的传播速度与温度和湿度有关，因此在不同的环境下，需要进行相应的修正。
实验讨论：超声波测距技术在许多领域中都有广泛应用。
在工业领域，它可以用于测量物体的距离、检测障碍物并进行避障等。
在医学领域，超声波测距被应用于超声诊断、医学成像等。
此外，超声波测距还可以用于地震勘探、水下探测等科学研究领域。
然而，超声波测距也存在一些局限性。
首先，超声波在传播过程中会受到物体的吸收、散射和衍射等影响，从而导致信号衰减和失真。
其次，超声波的传播速度与介质的性质和温度有关，因此在不同的介质中，需要进行相应的修正和校准。
此外，超声波测距还受到传感器的分辨率和灵敏度等因素的限制，影响了其测量的精确度。
结论：通过本次实验，我们深入了解了超声波测距的原理和应用。
实验结果表明，超声波测距是一种准确可靠的测量技术，具有广泛的应用前景。
超声波测距
超声波测距仪实训报告姓名：学号：一、题目要求；1．使用超声波传感器测量距离。
2．测量精度到达0.1米。
3．通过设计制作来更好地理解超声波传感器和51单片机的工作原理与实际应用。
二、方案设计；首先利用单片机输出一个40KHZ的信号，把信号引入到与超声波发射器相连的信号引脚上，再由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，途中碰到障碍物返回，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波接收器再通过一个解码器，当无信号返回时解码器输出高电平，当有信号返回时解码器输出低电平。
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，即：S=VT/2。
最后使用共阳7段数码管动态显示出测量距离。
三、硬件设计与实现；1、at89s51单片机最小系统超声波测距仪首先必须输出一个40KHZ的信号，所以可以利用单片机最小系统，使其中1脚输出40KHZ的高低电平信号。
单片机的最小系统包括：时钟振荡电路、复位电路、电源电路、程序储存控制电路。
时钟振荡电路必须在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，晶体振荡器常用12M，电容用30pf；复位电路包括上电复位与按键复位，可利用电容充电与按下按键来实现复位功能,电容使用电解电容22uf，电阻1K。
程序储存控制由内部启动，所以直接接入5V高电平。
2. 超声波发射电路由于电片机输出的电流较小，远远不能启动超声波发射器，所以发射电路最主要的是需要1个驱动电路将40KHZ的信号输给T/R40超声波发射器。
常用3个反向器既可，可是由于自己对三极管驱动电路较为了解，用三极管的成本又较低，所以在刚开始选择了使用三极管驱动电路。
三极管使用9012的PNP管。
发射极接入电源，基极通过电阻与单片机的频率输出脚相连，集电极连接1个电阻后接地，当基极接受到单片机输出的一个微小的电流时，集电极就能输出1个其100倍的电流。
超声波测距器实验报告
超声波测距器的设计设计说明：超声波测距器可应用于汽车倒车、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、物体厚度等的测量。
也有很多方法可以测量，这里用超声波设计一个测距器，实现距离的测量。
1、基本部分a)测量电阻范围：0.10—3.00mb)测量精度：1cmc)测量时与被测物体无直接接触，能够清晰、稳定的显示测量结果。
2、发挥部分a)可以根据温度的不同，导致的速度的不同，用不同的速度测量距离。
摘要：本文介绍了基于AT89C52单片机的超声波测距器。
通过DS18B20数字温度测量仪测出当前的室温，送入单片机，单片机经过对比，进而得出用哪个档进行测量，单片机和发射电路发射出超声波，超声波遇到障碍物，反射回来，在经过接收电路接收，送入单片机，单片机经过计算，得出距离，并在数码管上显示出距离。
测量精度高达±0.5%，并且显示稳定的4位有效数字。
不仅测量简便，读数直观，且测量精度、分辨率较高。
关键词：单片机；DS18B20；CX20106A；TCT40-10F1；TCT40-10S1一、系统设计1、模块方案比较与论证由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，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日常使用的要求。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电器方式产生超声波；另一类是用机械方式产生超声波。
根据设计要求并综合各方面因素，本次决定采用AT89C51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，本系统的总方框图如图（1）所示：为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
1.1单片机系统及显示电路单片机采用89C51或其兼容系列。
系统采用12MH最高精度的精度，以获得较稳定的时钟频率，并减小测量误差。
单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的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。
超声波测距实训报告
超声波测距实训报告
超声波测距实训报告
一、实验目的
1. 掌握超声波测距的原理和方法；
2. 学习使用超声波模块进行测距；
3. 验证超声波测距的准确性和可靠性。
二、实验原理
超声波测距原理是利用超声波传播速度较快、能够穿透介质的特性来测量距离的一种方法。
通过发射超声波信号并接收回波信号，根据信号的往返时间来计算距离。
超声波模块一般由超声波传感器和控制电路组成。
超声波传感器会发射一束超声波信号，并接收回波信号。
控制电路会计算信号往返时间，并转换为距离值。
三、实验步骤
1. 将超声波模块与Arduino主板通过引脚连接；
2. 在Arduino上编写程序，设置超声波模块的引脚模式，并读取距离值；
3. 将Arduino通过USB线连接到电脑上，并上传程序；
4. 打开串口监视器，观察并记录测得的距离值；
5. 移动障碍物，再次记录距离值，并与实际距离进行对比。
四、实验数据
实验中我们测得的距离值如下：
实际距离（cm）测得距离（cm）
10 9.8
20 19.6
30 29.4
五、实验结果分析
通过实验数据可以看出，超声波测距的结果与实际距离十分接近，测距精度较高。
但是由于超声波信号的传播受到环境影响，如空气温度、湿度等，可能会有一定的误差。
同时，超声波测距的有效范围也受限于传感器的特性。
六、实验结论
通过本次实验，我们成功掌握了超声波测距的原理和方法，并验证了其准确性和可靠性。
超声波测距在实际应用中具有较高的测量精度和稳定性，广泛用于物体检测、避障等领域。
单片机超声波测距实习报告
实习报告：基于单片机的超声波测距系统设计与实现一、实习背景及目的随着科技的不断发展，超声波测距技术在工业生产、机器人导航、自动驾驶等领域得到了广泛的应用。
本次实习旨在学习和掌握单片机超声波测距系统的设计与实现，提高自己的实际动手能力和创新能力。
二、实习内容与过程1. 了解超声波测距原理超声波测距原理是利用超声波在传播过程中，遇到障碍物时会产生反射现象，通过测量发射超声波和接收反射波之间的时间差，计算出障碍物与测距仪之间的距离。
2. 选定硬件平台本次实习选用AT89C51单片机作为控制核心，配合超声波发射接收模块、信号处理电路、显示电路等构成超声波测距系统。
3. 设计硬件电路根据超声波测距原理，设计超声波发射接收模块、信号处理电路、环境温度检测电路等。
其中，超声波发射接收模块负责发射超声波并接收反射波；信号处理电路对接收到的信号进行放大、滤波等处理，以便单片机能够准确地捕捉到信号；环境温度检测电路用于补偿超声波传播速度受温度影响产生的误差。
4. 编写程序代码利用C语言编写程序代码，实现单片机对超声波发射接收模块的控制、信号处理以及距离计算等功能。
程序主要包括以下几个部分：（1）初始化单片机，配置IO口、定时器等；（2）控制超声波发射接收模块发射超声波，并等待接收反射波；（3）对接收到的信号进行处理，提取有效信号；（4）计算反射波与发射波之间的时间差，并根据超声波传播速度计算距离；（5）将计算得到的距离显示在LCD屏幕上。
5. 系统调试与优化通过反复实验，对超声波测距系统进行调试和优化，提高测距精度和稳定性。
主要针对以下几个方面进行调整：（1）调整超声波发射接收模块的灵敏度，以适应不同距离的测量；（2）优化信号处理算法，提高对噪声的抗干扰能力；（3）根据环境温度变化，调整超声波传播速度的补偿系数。
三、实习成果与分析通过本次实习，成功设计并实现了基于单片机的超声波测距系统，实现了对不同距离的准确测量。
汽车测距实验报告
一、实验目的1. 理解汽车测距的基本原理和方法。
2. 掌握超声波测距技术的应用。
3. 通过实验验证超声波测距系统的性能。
4. 分析影响测距精度的因素。
二、实验原理汽车测距实验主要基于超声波测距原理。
超声波测距是通过发射超声波，测量超声波从发射到接收的时间差来计算距离。
超声波在空气中的传播速度约为340m/s，因此，通过测量超声波往返所需的时间，可以计算出物体与传感器之间的距离。
三、实验器材1. 超声波测距模块（例如：HC-SR04）2. STM32单片机开发板（例如：STM32F103C8T6）3. 电脑或微控制器编程环境（例如：Keil uVision）4. 信号线、连接器等5. 测试平台（例如：小车、固定物体等）四、实验步骤1. 硬件连接：- 将超声波测距模块的触发引脚连接到STM32单片机的GPIO引脚。
- 将超声波测距模块的接收引脚连接到STM32单片机的另一个GPIO引脚。
- 将STM32单片机的电源和地线连接到相应的电源和地线。
2. 软件编程：- 使用编程环境编写程序，实现以下功能：- 初始化超声波测距模块和STM32单片机的GPIO引脚。
- 发送触发信号，启动超声波测距。
- 接收超声波返回信号，计算距离。
- 将计算出的距离值通过串口发送到电脑或显示在LCD屏幕上。
3. 实验操作：- 将小车放置在测试平台上，确保其能够稳定运行。
- 启动程序，开始测距。
- 调整小车与固定物体的距离，观察距离值的实时变化。
- 记录不同距离下的测距结果。
4. 数据分析和处理：- 对实验数据进行整理和分析，计算平均距离误差。
- 分析影响测距精度的因素，例如：环境温度、超声波反射物等。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 在不同距离下，超声波测距模块能够准确测量距离值。
- 测距结果与实际距离值存在一定的误差，但误差在可接受范围内。
2. 结果分析：- 超声波测距模块的测距精度受环境温度、超声波反射物等因素的影响。
超声波测距传感器实习报告
一、实习背景随着科技的发展，超声波测距传感器在工业、农业、医疗、科研等领域得到了广泛应用。
为了更好地了解超声波测距传感器的工作原理和应用，我参加了本次实习，旨在通过实际操作，掌握超声波测距传感器的使用方法，提高自己的动手能力和实际操作能力。
二、实习目的1. 了解超声波测距传感器的工作原理和基本组成；2. 掌握超声波测距传感器的安装、调试和操作方法；3. 学会使用超声波测距传感器进行实际测量；4. 提高自己的动手能力和实际操作能力。
三、实习内容1. 超声波测距传感器原理及组成超声波测距传感器是一种非接触式测距传感器，其基本原理是利用超声波的传播速度来测量距离。
当超声波发射器向目标物体发射超声波时，超声波遇到目标物体后会反射回来，传感器接收到反射回来的超声波信号，根据发射和接收信号的时间差，即可计算出目标物体与传感器之间的距离。
超声波测距传感器的组成主要包括以下几个部分：（1）超声波发射器：产生超声波信号；（2）超声波接收器：接收反射回来的超声波信号；（3）信号处理器：对接收到的信号进行处理，计算出距离；（4）显示模块：将计算出的距离显示出来。
2. 超声波测距传感器的安装与调试（1）安装：根据实际需要，将超声波测距传感器安装在合适的位置，确保传感器能够与目标物体进行有效接触。
（2）调试：首先检查传感器电源是否正常，然后使用示波器或其他测量工具，检查传感器发射和接收信号是否正常。
如果存在问题，需要调整传感器位置或检查电路连接。
3. 超声波测距传感器的操作方法（1）打开电源，启动超声波测距传感器；（2）设置测量参数，如测量距离范围、分辨率等；（3）将传感器对准目标物体，确保传感器与目标物体之间无遮挡；（4）读取测量结果，观察显示模块上的距离数值。
4. 超声波测距传感器的实际测量本次实习，我们使用超声波测距传感器对一段距离进行了实际测量。
具体步骤如下：（1）将超声波测距传感器安装在合适的位置，确保传感器能够与目标物体进行有效接触；（2）设置测量参数，如测量距离范围、分辨率等；（3）将传感器对准目标物体，确保传感器与目标物体之间无遮挡；（4）读取测量结果，观察显示模块上的距离数值；（5）重复以上步骤，进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。
超声测距实验报告
超声测距实验报告一、实验目的本次超声测距实验的目的是利用超声波的特性来测量物体之间的距离，并通过实验数据分析和处理，了解超声测距的原理、误差来源以及提高测量精度的方法。
二、实验原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，其在空气中的传播速度约为 340m/s。
超声测距的原理是通过发射超声波脉冲，并测量从发射到接收反射波的时间间隔，根据时间与速度的关系计算出距离。
具体计算公式为：距离＝（超声波传播时间 ×超声波传播速度）／ 2 。
三、实验设备与材料1、超声波发射与接收模块2、微控制器（如 Arduino 或 STM32）3、显示模块（如液晶显示屏或数码管）4、电源5、反射物体（如平面板、障碍物等）四、实验步骤1、硬件连接将超声波发射与接收模块与微控制器连接，确保连接正确无误。
连接显示模块，以便实时显示测量的距离值。
接通电源，为整个系统供电。
2、软件编程使用相应的编程语言（如 C 或 Python）编写控制程序，实现超声波的发射、接收以及时间测量和距离计算。
对测量数据进行处理和滤波，以提高测量的稳定性和准确性。
3、实验环境设置选择一个相对空旷、无明显干扰的实验场地。
确定测量的起始点和目标反射物体的位置。
4、测量操作启动系统，开始发射超声波脉冲。
记录每次测量的时间间隔和计算得到的距离值。
改变反射物体的距离，进行多次测量。
五、实验数据记录与分析以下是部分实验数据记录：｜测量次数｜反射物体距离（m）｜测量时间间隔（μs）｜计算距离（m）｜误差（m）｜｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 100 ｜ 5882 ｜ 099 ｜－001 ｜｜ 2 ｜ 150 ｜ 8823 ｜ 149 ｜－001 ｜｜ 3 ｜ 200 ｜ 11764 ｜ 199 ｜－001 ｜｜ 4 ｜ 250 ｜ 14705 ｜ 249 ｜－001 ｜｜ 5 ｜ 300 ｜ 17646 ｜ 299 ｜－001 ｜通过对实验数据的分析，可以发现测量结果存在一定的误差。
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目录1、课题设计的目的和意义 (3)2、课题要求 (3)2.1、基本功能要求 (3)2.2、提高要求 (4)3、重要器件功能介绍 (4)3.1、CX20106A红外线发射接收专用芯片 (4)3.2、AT89C51系列单片机的功能特点 (5)3.3、ISD1700优质语音录放电路 (6)4、超声波测距原理 (8)4．1、超声波测距原理图 (8)4.2、超声波测距的基本原理 (9)5、硬件系统设计 (10)5.1、超声波发射单元 (10)5.2、超声波接收单元 (11)5.3、显示单元 (11)5.4、语音单元 (12)5.5、硬件设计中遇到的难题： (12)6、系统软件设计 (14)7、调试与分析 (15)7.1调试 (15)7.2误差分析 (15)8、总结 (16)9、附件 (17)9.1、总电路 (17)9.2、主要程序 (18)10、参考文献 (22)1课题设计的目的及意义随着科学技术的快速发展，超声波在测距仪中的应用越来越广，但就目前技术水平而言，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
展望未来，超声波测距作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。
如声纳的发展趋势：研究具体的高定位精度的被动测距声纳，以满足军事和渔业等的发展需求，实现远程的被动探测和识别。
毋庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。
超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以他就能够在某些场合或环境比较恶劣的环境下使用。
比如测有毒或者有腐蚀性化学物质的液面高度或者高速公路上快速行驶汽车之间的距离。
随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最注重发展到具有创造力。
在新的时代，测距仪将发挥更大的作用。
2课题要求以单片机AT89C51为中心控制单元，配以超声波发射、接收装置，实现超声波发射及接收其遇到障碍物发生反射形成的回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的时间，计算出发射点距障碍物的距离，设计出一套基于单片机的脉冲反射式超声波测距系统，利用单片机进行操作控制，用数码管作输出显示，设计发射、接收、检测、显示硬件电路和测距系统软件。
2.1、基本功能要求：（1）、能实现测距操作；（2）、能清晰稳定地显示测量结果, 具有测量完成提示；（3）、能正确实现单次测量；（4）、测量范围在0.5——2m；（5）、测量精确度2cm。
2.2、提高要求：（6）、能实现单次测量和连续测量两种测量方式；（7）、测量结果能够用语音播报；（8）、测量范围在0.24——3.5m；（9）、测量精确度1cm。
备注：采用AT89C51单片机；采用CX20106超声波接收芯片。
3、重要器件功能介绍3.1 CX20106A红外线发射接收专用芯片CX20106A红外线遥控接收前置放大电路，多适用于电视机。
内部电路由前置放大器，自动偏置电平控制电路（ABLC）、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和波形整形电路等组成。
CX20106A是CX20106的改进型，二者之间的主要差别在于电参数略有不同。
CX20106A也同样适用于超声波测试，主要频率在38KHZ~41KHZ，在超声波应用中通常选取40KHZ。
1脚：超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ。
2脚：该脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。
增大电阻R1或减小C1,将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。
但C1的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R1=4.7Ω，C1=1μF。
3脚：该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μf。
4脚：接地端。
5脚：该脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。
例如，取R=200kΩ时，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，则中心频率f0≈38kHz。
6脚：该脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。
7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，推荐阻值为22kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。
8脚：电源正4.5～5.5V 极，3.2 AT89C51系列单片机的功能特点51系列单片机中典型芯片AT89C51采用40引脚爽直插封装（DIP）形式，内部有CPU、4kb的ROM、256B的RAM、2个16B的定时/计数器T0和T1/4个8B的I/O端：P0，P1,P2,P3,一个全双工串行通信口等组成。
特别是该系列单片机内的Flash可编程、可擦出制度存储器，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的一起和系统中更为有用。
该系列单片机引脚与封装如图51单片机提供以下功能：4kb存储器、256BRAM、32条I/O线、2个16b 定时、计数器、5个2级中断源、1个全双向德串口以及时钟电路。
空闲方式：CPU停止工作，而让RAM、串行口和终端系统继续工作。
掉电方式：保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。
51单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决方法，充分利用内部资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。
3.3、ISD1700语音录放芯片ISD1700的功能特点：1、可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年2、按键模式和MCU串行控制模式(SPI协议)3、MIC和ANAIN两种录音模式4、PWM和AUD/AUX三种放音输出方式5、可处理多达255段以上信息6、有丰富多样的工作状态提示7、多种采样频率对应多种录放时间8、音质好，电压范围宽，应用灵活ISD1700的电特性1、工作电压：DC2.4V～5.5V,,最高不能超过6V2、静态电流：0.5～1ua3、工作电流：20mAISD1700的工作模式（按键模式和SPI串行工作模式）（1）独立按键工作模式ISD1730的独立按键工作模式录放电路非常简单，而且功能强大。
不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。
这些功能仅仅通过按键就可完成。
（2）SPI协议串行工作模式下图是串行模式（SPI协议）典型电路：SPI 协议总述ISD1700 系列的SPI串行接口操作遵照以下协议：1、一个SPI处理开始于/SS 管脚的下降沿。
2、在一个完整的SPI指令传输周期，/SS 管脚必须保持低电平。
3、数据在SCLK 的上升沿锁存在芯片的MOSI管脚，在SCLK 的下降沿从MISO管脚输出，并且首先移出低位。
4、 SPI指令操作码包括命令字节，数据字节和地址字节，这决定于1700的指令类型5、当命令字及地址数据输入到MOSI管脚时，同时状态寄存器和当前行地址信息从MISO管脚移出。
6、一个SPI处理在/SS 变高后启动。
7、在完成一个SPI命令的操作后，会启动一个中断信息，并且持续保持为低，直到芯片收到CLR_INT命令或者芯片复位。
4、超声波测距原理4．1、超声波测距原理图：4.2、超声波测距的基本原理超声波是指频率在2000赫兹以上，不能引起正常人听觉反映的机械振动波，是物体的机械振动在弹性介质中传播所形成的机械振动声波具有非常短的波长，可以集聚成狭小的发射线束状直线播散，故传播具有一定的方向性。
超声波测距的方法有多种，如相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。
相位检测法虽然精度高，但检测范围有限; 声波幅值检测法易受反射波的影响。
本仪器采用超声波脉冲反射检测法。
其原理为: 检测从超声波发射器发出的超声波，经气体介质的传播到接收器的时间唯独约时间。
渡越时间与气体中的声速相乘，就是声波传输的距离。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时单片机开始计时，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，并在显示器上显示距离。
超声波在相同的煤质里传播速度相同，及在相当大的频率范围内声速不随频率变化，但其频率越高，衰减的越厉害，传播的距离也越短。
考虑实际工程测量要求，再设计超声波测距仪时，选用频率为40KHz的超声波。
根据超声波测距原理，设计了以51单片机为核心的低成本呢、高精度、微型化数字显示超声波测距系统，考虑到单片机测量精度受到内部主振频率或参考频率的限制，从硬件电路设计角度出发，采用一种单片机外部硬件扩展计数电路，通过升高计数参考频率来提高测距系统的计时精度，以最终提高系统的计时精度。
采取一系列的改进方法有效消除其他影响，提高超声波往返时间的测量可靠性。
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=340×t/2，这就是常用的时差法测距。
5、硬件系统设计5.1、超声波发射单元这个单元利用了74LS04非门和MAX232芯片。
首先利用74LS04非门通过推挽的方式使电压VPP达到10V左右，再利用MAX232芯片进一步提高电压，因为MAX232芯片是专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，可以将±5V的电压升压到±12V左右，且不影响方波波形，这里很适用。
5.2、超声波接收单元这里用到CX20106芯片，前面已经介绍，当该芯片接到40KHZ左右的方波信号时，其7脚输出低点平，可用于单片机的中断。
要到达良好的接受效果，这里的电路焊接与处理非常重要，我将在后面的“问题处理”处说明。
5.3、显示单元这里用到了1602LCD液晶显示，用这个来做显示有两个好处：好处1：线路较LED简单，能美观电路板。
好处2：1602LCD液晶不仅能显示数字，也能显示英文字母和一些常用符号，这样可以更准确的表达设计者的思想。
5.4、语音单元语音部分用到ISD1760语音芯片。
当20脚Rsoc接80K电阻时采样率为8kHz，最多能够录音60s。
完全可以达到设计需求。
5.5、硬件设计中遇到的难题：5.5.1、接收电路中的问题我在焊好板子实验的过程中发现接受电路很容易受到干扰。
一开始总是找不到问题，后来我发觉可能是超声波接收探头的滤波电容过小（当时使用的是471pf）。
于是，我更换了一个104的电容（即0.1uf），测试时发现中断一直产生。