超声波测距报告详细指导
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
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主要目的是研究和掌握利用超声波进行距离测量的原理和方法，并通过实际操作和数据分析，评估测量系统的精度和可靠性。
二、实验原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波，其在空气中传播时具有良好的指向性和反射特性。
超声测距的基本原理是利用超声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间差来计算距离。
具体计算公式为：距离＝（超声波传播速度×传播时间）／ 2 。
在常温常压下，空气中超声波的传播速度约为 340 米/秒。
通过测量超声波从发射到接收的时间间隔 t，就可以计算出距离。
三、实验仪器与材料1、超声测距模块：包括发射探头和接收探头。
2、微控制器：用于控制超声模块的工作和处理数据。
3、显示设备：用于显示测量结果。
4、电源：为整个系统供电。
5、障碍物：用于反射超声波。
四、实验步骤1、硬件连接将超声测距模块的发射探头和接收探头正确连接到微控制器的相应引脚。
连接电源，确保系统正常供电。
将显示设备与微控制器连接，以便显示测量结果。
2、软件编程使用相应的编程语言，编写控制超声模块工作和处理数据的程序。
实现测量时间的计算和距离的换算，并将结果输出到显示设备。
3、系统调试运行程序，检查系统是否正常工作。
调整发射功率和接收灵敏度，以获得最佳的测量效果。
4、测量实验将障碍物放置在不同的距离处，进行多次测量。
记录每次测量的结果。
五、实验数据与分析以下是在不同距离下进行多次测量得到的数据：｜距离（米）｜测量值 1（米）｜测量值 2（米）｜测量值 3（米）｜平均值（米）｜误差（米）｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 048 ｜ 052 ｜ 050 ｜ 050 ｜ 000 ｜｜ 10 ｜ 095 ｜ 105 ｜ 100 ｜ 100 ｜ 000 ｜｜ 15 ｜ 148 ｜ 152 ｜ 150 ｜ 150 ｜ 000 ｜｜ 20 ｜ 190 ｜ 205 ｜ 195 ｜ 197 ｜ 003 ｜｜ 25 ｜ 240 ｜ 255 ｜ 245 ｜ 247 ｜ 003 ｜｜ 30 ｜ 290 ｜ 305 ｜ 295 ｜ 297 ｜ 003 ｜通过对实验数据的分析，可以看出在较近的距离（05 米至 15 米）内，测量误差较小，基本可以准确测量。
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解读
信息科学与工程学院计算机辅助综合设计实习报告班级：通信12-2班姓名：覃模广组员：何**学号：3120731231指导老师：陈小琴时间：2015年1月1.超声波概述1.1超声波基本理论1.1.1超声波发展史人类直到第一次世界大战才学会利用超声波，这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态，如潜艇的位置等。
40年代末期超声波治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。
医学上最早利用超声波是在1942年，奥地利医生杜西克首次用超声波技术扫描脑部结构，以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。
1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。
如今，超声波已广泛应用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。
1.1.2超声波的本质声波是声音的类别之一，属于机械波，是人们能感觉得到的纵波，频率大小范围为16Hz-20KHz。
当声波的频率小于16Hz时就称为次声波，大于20KHz则叫做超声波。
其中超声波是种波动形式，它能作为探测和负载信息的载体；超声波也是种能量形式，如果其强度超过一定程度时，它能与传播超声波媒质的相互作用，去影响，甚至破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。
超声波的反射、折射、衍射、散射在媒质中等传播规律，和可听声波的传播规律没有本质区别。
但超声波波长短，达到厘米，甚至达到毫米。
1.1.3超声波的应用正因为超声波在物理化学方面的独特特性，因此，超声波在许多方面都有广泛的应用。
归结起来，超声波主要应用在以下几个方面：(1) 在检验方面的应用超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。
而超声波的测距原理：采用了超声波在空气中的传播速度为已知条件，测量的声波在发射后碰到障碍物反射的回来的时间，用发射和接收的时间差确定出发射点至障碍物的实际测量距离。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告一．实验规划1.在网上寻找同型号超声波原理图，并理解。
2.向学长询问队里关于超声波测距的资料。
3,根据资料将硬件电路搭好，然后一边消化资料，一边学习单片机的相关知识。
4,将上一届的程序看懂，然后稍加改动，以适应自己的单片机开发板环境。
5，有不懂得地方，先自己琢磨，实在琢磨不透就请教队里的学长和学姐。
6，不断地调试程序，使得测距更加精准。
7，进行距离和角度测量的实验，并记录数据8，进行数据分析，探究影响超声波测距精度的原因以及传感器性能的好坏。
二．数据处理超声波发散角的大小被测物体表面平整实际距离11.1 16.1 21.1 26.1 31.1 36.1 41.1 46.1 51.1 56.1 61.1 66.1 71.1 76.1 81.1 86.1 91.1 96.1 101.1 显示距离10.2 15.5 20.5 25.9 30.7 35.7 40.7 45.3 51.1 55.7 61 66.1 71.1 76.3 81.2 86.3 91.5 95.9 101.3 误差大小0.9 0.6 0.6 0.2 0.4 0.4 0.4 0.8 0 0.4 0.1 0 0 0.2 0.1 0.2 0.4 0.2 0.2被测物体表面凹凸不平显示值9.2 14,5 20.8 25.9 30.4 35.6 41 45.5 51.1 58.6 61.6 66.3 71.9 76.2 81.4 86.5 91.2 96.8 102.1 实际值11.1 16.1 21.1 26.1 31.1 36.1 41.1 46.1 51.1 56.1 61.1 66.1 71.1 76.1 81.1 86.1 91.1 96.1 101.1 误差1.2 1.6 0.3 0.2 0.7 0.5 0.1 0.6 02.5 0.5 0.2 0.8 0.1 0.3 0.4 0.1 1被测物体的长为91cm，宽为61cm实际值1111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940显示值99.419.7119.413140.5149.8160.4170.2180.7190.1200.5210.9220.4231.1240.5250.9260.2271.1279.8290.9301.8309.7320.7330.3341.4351.1361.7371.3381.2391.6400.1误差0.6.30.6-0.50.2-0.4-0.2-0.7-0.1-0.5-0.9-0.4-1.1-0.5-0.9-0.2-1.10.2-0.9-0.80.30.7-0.3-1.4-1.1-1.7-1.3-1.2-1.6-0.1被测物体长为60cm，宽为45cm实际值1111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940显示值99.511.9119.613.8140.9150.1160.7170.6180.6189.6200.2211.7220.6230.9241.1250.7260.3270.5281.3291.3300.9311.6322332.4342.2352.1362.5272.7382.1392.7403.4误差值0.5-.9.4-.8-0.9-0.1-0.7-0.6-0.60.4-0.2-1.7-0.6-0.9-1.1-0.7-0.3-0.5-1.3-1.3-0.9-1.6-2-2.4-2.2-2.1-2.5-2.7-2.1-2.7-3.4三．实验总结1前四组实验数据，超声波传感器所测为1m以内的实物的距离，实验结果表明测量精度与被测物体表面积有关，与被测物体的表面平整程度无关，超声波的发散角与被测物体的距离有关，且与被测物体距离越近，超声波发散角越大，（在10cm以内接近40）当与被测物体距离超过56cm时，发散角在15度以内。
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)、基本功能要求 (3)、提高要求 (4)3、重要器件功能介绍 (4)、CX20106A红外线发射接收专用芯片 (4)、AT89C51系列单片机的功能特点 (5)、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)、超声波测距的基本原理 (9)5、硬件系统设计 (10)、超声波发射单元 (10)、超声波接收单元 (11)、显示单元 (11)、语音单元 (12)、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)调试 (15)误差分析 (15)8、总结 (16)9、附件 (17)、总电路 (17)、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着的优点，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。
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
超声波测距实验报告
超声波测距系统实物设计报告一.设计要求1.测量距离不小于0.3米,数字显示清晰,无数字叠加,动态显示测量结果,更新时间约为0.5秒左右。
2.测量精度优于0.1米,显示精度0.01米。
3.距离小于0.3米时,蜂鸣器发出”嘀嘀”报警。
4.测量距离超过1.0米时,指示灯显示超量程。
二.系统设计思路1.原理框图2.系统组成模块（一）（一）40KHZ 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%50%，可近似为方波。
，可近似为方波。
超声波振荡器控制门超声波放大器闸门CP 信号（2Hz ）计数开启清零计数超声波放大滤波正弦波前沿检测超声波接收器超量程灯光显示小于0.3米蜂鸣报计数显示电路反射物超声波发射器17KHzCP 2、单元电路如下图；3、参数计算：4、仿真结果：（二）（二）2Hz 2Hz 时钟信号发生电路：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，定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过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%70%以上。
以上。
以上。
2、单元电路如下所示：参数计算：R1=710K 欧，R2=375欧，C1=1微F （三）17kHz 时钟信号发生电路：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，定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路，通过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。
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。
2、单元电路如下所示：3、参数计算：R1=1K 欧，R2=395欧，C5=47nf ；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。
超声波测距报告PPT(详细指导)
所设计出来的超声波测距系统各模块如下图· 1所示
二 ︓ 设 计 方 法
超声波接收器
放大电路
检波电路
报警系统
89c52单片机
超声波发射器
放大电路
显示模块
图· 1
三 ︓ 设 计 过 程
3.2.2 超声波接收电路设计 由于超声波在空气中的传播过程中是有衰减的，如果距 离较远，那么超声波接收电路所接收到的超声波信号就会 比较微弱，因此需要对接收到的信号进行放大而且放大的 倍数也要比较大。超声波接收电路主要是由集成电路 CX20106A芯片电路构成的，CX20106A芯片电路可以对超 声波信号进行放大、限幅、带通滤波、峰值检波、整形、 比较等功能，比较完之后超声波接收电路会输出一个低电 平到单片机去请求中断，当即单片机停止计时，并开始去 进行数据的处理。 CX20106A芯片的前置放大器具有自动增益控制的功能， 当测量的距离比较近时，放大器不会过载；而当测量距离 比较远时，超声波信号微弱，前置放大器就有较大的放大 增益效果。
PNP s9012 12M 14PIN 16pin 40PIN 14pin 共阳极12pin 两个一对
1 1 1 1
10 2 2 2 2 2 2 2
1.2 1.44 0.94 1.44
0.05 0.16 0.1 0.1 0.21 3.17 1.8 5.47
电阻 电阻 电阻
三极管 直插晶振 插座 插座 插座 74LS04 4位数码管 分体超声 波收发器
总 结 报 告
超声波测距装置
I
电气
XX大学 XX学院
Hale Waihona Puke 项目名称：超声波测距装置项目负责人：XXX
项 目 简 介
组员：X 所在班级：X
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。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告电子综合实验课程报告课题名称:超声测距仪专业:生物医学工程班级:,,级生物医学,,班姓名:敖一鹭刘晓莎尹曼邹燕一引言随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体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。
声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用。
和其他方法相比，如激光测距、微波测距等，由于声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波的传播速度，对于时间测量精度的要求远小于激光测距、微波测距等系统，因而超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低，且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响，在各种场合均得到广泛应用。
然而超声波测距在实际应用也有很多局限性，这都影响了超声波测距的精度。
一是超声波在空气中衰减极大，由于测量距离的不同，造成回波信号的起伏，使回波到达时间的测量产生较大的误差;二是超声波脉冲回波在接收过程中被极大地展宽，影响了测距的分辨率，尤其是对近距离的测量造成较大的影响。
其他还有一些因素，诸如环境温度、风速等也会对测量造成一定的影响，这些因素都限制了超声波测距在一些对测量精度要求较高的场合的应用，如何解决这些问题，提高超声波测距的精度，具有较大的现实意义。
为了今后能够为社会做出更多有益的发明发现，超声测距课程设计应运而生。
二课题要求以单片机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。
三基本要求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。
超声波测距报告
超声波测距报告摘要：本报告旨在介绍超声波测距技术及其在实际应用中的重要性。
超声波测距是一种常见的非接触式测距方法，它通过发射超声波并计算其传播时间来测量目标物体与传感器之间的距离。
本报告将介绍超声波测距的基本原理、技术特点、应用领域和未来发展方向。
一、简介超声波测距是利用超声波在空气中传播速度快、能量损耗小的特性，通过测量超声波的传播时间来计算目标物体与传感器之间的距离。
这种测距方法被广泛应用于工业自动化、机器人导航、车辆防撞系统等领域。
二、超声波测距原理超声波测距的原理基于声波在空气中的传播速度恒定的事实。
传感器发送一个短脉冲超声波信号，当它达到目标物体时，部分能量被目标吸收，其余的能量会被反射回传感器。
传感器通过测量收到的回波的时间来计算距离。
三、超声波测距技术特点1. 非接触式测距：超声波测距不需要与目标物体直接接触，可以在远距离范围内进行测量，避免了物体表面损坏和污染的问题。
2. 高精度：超声波测距可以实现毫米级别的测量精度，适用于精密测量和控制应用。
3. 稳定性好：超声波传播速度恒定，不受环境温度和湿度等因素的影响。
4. 响应速度快：超声波测距传感器可以在几毫秒内完成距离测量，适用于快速反应的应用。
四、超声波测距应用领域1. 工业自动化：超声波测距广泛应用于生产线上的物体检测、位移测量等工业自动化应用，为生产过程提供了准确和可靠的测量数据。
2. 机器人导航：超声波测距被用于机器人导航系统中，可以实现避障和目标定位的功能，提高机器人的自主导航能力。
3. 车辆防撞系统：超声波测距被应用于车辆的倒车雷达和自动驾驶系统中，可以实时监测车辆周围的距离，防止碰撞事故的发生。
4. 医疗诊断：超声波测距在医疗领域中被用于检测胎儿发育、器官疾病的诊断等方面，为医生提供重要的辅助诊断信息。
五、超声波测距的未来发展随着科技的不断发展，超声波测距技术也不断进步。
未来，我们可以期待以下方面的发展：1. 更高精度：通过改进传感器和信号处理算法，超声波测距可以实现更高精度的测量，满足更多应用的需求。
超声波测距报告
应用场景
超声波测距技术在机器人 避障、智能家居、无人机 定位等领域具有广泛的应 用前景。
05
结果分析
结果准确性分析
准确性评估
01
通过与激光测距仪的测量结果进行对比，评估超声波测距的准
确性。
误差范围
02
确定超声波测距的误差范围，判断其是否满足测量精度要求。
生变化，影响测量精度。
障碍物表面特性影响
超声波在遇到不同表面特性的障碍物时反 射特性和衰减特性不同，可能影响测量结
果。
角度依赖性
超声波测距的精度受到发射器和接收器之 间角度的影响，角度偏差可能导致测量误 差。
测量范围限制
超声波传播距离较短，通常在几米至几十 米范围内，对于远距离目标测量效果较差 。
03
超声波测距报告
汇报人： 202X-12-25
目录
• 引言 • 超声波测距技术 • 实验设备与环境 • 实验过程与结果 • 结果分析 • 结论与建议
01
引言
目的和背景
目的
本报告旨在全面介绍超声波测距技术，包括其工作原理、应用领域、优缺点以及未来发展趋势。
背景
随着科技的发展，测距技术在各个领域都得到了广泛的应用。超声波测距作为一种非接触式测距方法，具有精度 高、速度快、稳定性好等优点，因此在机器人定位、无人驾驶、无人机飞行控制等领域具有广阔的应用前景。
超声波测距技术的原理
超声波的产生与接收
超声波测距系统通常由超声波发射器和接收器组成。发射器负责产生超声波，而接收器则 负责接收反射回来的声波。
测距原理
超声波在空气中传播的速度是已知的（约为340m/s），因此，通过测量超声波从发射到 被物体反射回来的时间，就可以计算出物体与测距仪之间的距离。公式为：距离 = 声速 × 时间 / 2。
超声波测距实验报告含代码
实验六超声波测距一、实验内容编写C51程序，使用超声波测量实验板距离障碍物的距离，将结果（以厘米计）显示到数码管上。
测量距离在30cm~200cm之间。
二、实验原理振动频率超过20kHz，不能被人耳所接收的声波称作“超声波”。
超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播，具有良好的束射性和方向性，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，如测距仪等。
当超声波在发射后遇到障碍物反射回来之后，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
在不考虑温度等因素的情况下，超声波在空气中的传播速度约为340m/s，根据记录的时间差t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340*t/2。
超声波测距装置分为两部分：超声波发生器和超声波接受器。
本实验中采用压电式超声波发生器。
它利用压电晶体的谐振原理来进行电能和机械能之间的相互转换。
超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。
当压电晶片外加一定电压的脉冲信号，并且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，将电能转换为机械能，产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，而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。
因此同一种装置即可作为发生器，也可以作为接收器。
本实验使用的压电晶片的固有振荡频率为40kHz左右。
超声波测距产生误差的原因包括时间误差和超声波传播速度误差两大方面。
时间误差方面可以通过各种软件措施进行弥补，使用单片机也可以达到微秒级，对整体误差影响很小。
超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切的关系，另外和湿度也有一定的关系。
整体来说，实际速度变化的幅度能够达到5%，是更加重要的影响因素。
本实验基本原理框图如下：本实验基本电路原理图如下：三、实验流程图1、外部中断服务程序e0流程图2、定时器0中断服务程序Timer0流程图3、定时器1中断服务程序Timer1流程图4、主程序流程图四、程序源代码1.#include <reg52.h>2.3.sfr P4 = 0xC0;4.sfr P4SW = 0xBB;5.sbit CLK = P4^4;6.sbit DAT = P4^5;7.sbit out = P1^0;8.9.bit badvalue;10.unsigned int count = 0;11.unsigned long int result = 0;12.unsigned long int n = 0;13.unsigned int m = 0;14.int i;15.unsigned int code tab[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};16.17.void show(unsigned int count){18. unsigned int i, num, c;19. num = tab[count];20.for (i = 0; i < 8; i++)21. {22. CLK = 0;23. c = num & 0x80;24. DAT = c;25. CLK = 1;26. num <<= 1;27. }28.}29.30.void display(unsigned int c)31.{32. show(c % 10);33. c /= 10;34. show(c % 10);35. show(c / 10);36.}37.38.void delay(unsigned char i,unsigned char j)39.{40.while(i--)41. {42.while(j--);43. j=255;44. }45.}46.47.void e0() interrupt 048.{ unsigned long t;49.if(INT0 == 0)50. {51. TR1=0;52. delay(2,255);53.if(badvalue)54. {55. TR1=0;56. result=0;57. }58.else59. {60. t=TH1;61. t = t << 8;62. t |= TL1;63. t=t*170;64. result=t/10000;65. }66.if(result != 11)67. n = 0;68.if(result < 300)69. m = 0;70.if(result >= 11 && result<= 15 )71. {72. n++;73.if(n > 10)74. {75. display(result);76. n = 0;77. }78. }79.else80. {81. display(result);82. }83. EX0=0;84. }85.}86.87.void timer0() interrupt 188.{89. out = ~out;90.if(count != 0x00)91. count-=1;92.else93. {94. TR0=0;95. delay(3,120);96. EX0=1;97. }98.}99.100.void timer1() interrupt 3101.{102. badvalue = 1;103.}104.105.void main()106.{107. P4=0xFF;108. P4SW=0x70;109. TMOD = 0x12;110. EA = 1;111. EX0 = 0;112. ET0 = 1;113. ET1 = 1;114. IT0 = 1;115.116.while(1)117. {118. count = 4;119. out = 0;120. badvalue = 0;121.122. TH0=0xf3;123. TL0=0xf3;124. TH1=0x00;125. TL1=0x00;126.127. TR0=1;128. TR1=1;129.for(i = 0; i < 5; i++)130. delay(255,255);131.132. }133.}五、思考题1. 当时间测量定时器溢出时，能够测量的最大距离是多少？定时器1在工作方式1下是16位定时器，最大值65535，也就是可以累加65536个数值，用65536*340/2/10000 = 1114cm，这便是能够测量的最大距离。
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。
超声波测距报告word(详细的)解析
《检测与转换技术B》课程综合练习总结报告项目名称：超声波测距装置项目负责人XX项目参加人：X所在班级：X项目指导教师：X项目完成时间：2016年11 月X2016 年11月28 日一丶项目研究内容：超声波测距装置其功能：此装置能够测量出装置（超声波发射点）与障碍物之间的距离, 并通过4位LED数码管显示出装置与障碍物之间的距离（单位为mm）。
测试原理：采用两个超声波探头分别进行超声波的发射和接收，通过超声波发射探头向某一方向发出超声波，在发射的同时开始采用计时器计时，超声波在空气中传播，途中若碰到障碍物就会立即返回来，超声波接收器一旦收到反射波就停止计时器，读出时间t。
(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)。
在测距的时候。
本系统利用一片89c52单片机对超声波信号循环不断地进行采集。
系统包括超声波测距单元（超声波集成模块）、89c52单片机控制、蜂鸣器报警模块和数码管显示模块。
这个设计能够连续测距，数据经过单片机的处理后，用4位数码管显示所测量得到的距离，若计时器溢出，或距离超过2500mm，蜂鸣器会发出鸣叫声进行报警。
二丶设计方法：在测距的时候。
本系统利用一片89C52单片机作为控制中心，通过单片机其中的一个I/O 口对超声波发射器进行控制，（I/O口为高电平时，触发超声波发射电路发出超声波）,此时在另一个单片机I/O端口等待信号的返回（若有信号返回则此端口为低电平）。
信号循环不断地进行采集。
系统包括超声波测距单元（超声波集成模块）、89c52单片机控制、蜂鸣器报警模块和数码管显示模块。
这个设计的汽车倒车雷达要能够连续测距，数据经过单片机的处理后，用4位数码管显示所测量得到的距离，若计时器溢出，或距离超过2500mm，蜂鸣器会发出鸣叫声进行报警。
HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
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计
方
超声波发射器
放大电路
显示模块
法
图·1
3.1单片机最小系统 单片机最小系统是其它拓展系统的基础，对于89c52单片机， 由于片内已经自带有了程序存储器，所以只要单片机外接 时钟电路和复位电路就可以组成了单片机的最小系统了。 单片机的最小系统如图·2所示。
三 ：
·2
图
设 计
单 片 机
过
最 小
程
系 统
三 外观如图·6所示。 ： 设 计 过 程
图5
图6
3.3 显示报警模块设计
3.3.1 数码管显示模块设计 在每个数码管里面都有8只发光二极管，它们分别记作a、b、 c、d、e、f、g、dp，其中dp是小数点（如图7所示），当 电流由二极管的正极流向负极时，二极管就可点亮。
三 ： 设 计 过 程
图7
五 数据存在误差的主要原因，根据有关资料，在当温 ： 差较大时，前后两次测距的误差肯定前后相差也比 结 较大。而本设计中并没有温度补偿模块，主要是起 果 到距离的测量和警报的作用而已，所以本设计并没 分 有采用温度补偿模块进行设计。 析
三 ： 设 计 过 程
图·10
实物展示
如图·11所示,一块地板砖的实际距离为60cm，也就是 600mm，如图·12显示为563mm。误差为37mm。
图
·12 ·11
四
：
系
统
测
图
试
本系统在设计和数据的计算过程中无可避免地会产 生一定的误差，以下对可能产生误差的原因进行分 析： （1）环境的温度所引起的误差 环境温度的影响是本设计在不同的温度条件下测量
： 波发射电路如图·3所示。
设
计
过
程
图·3
3.2.1 超声波发射电路设计
工作时，由单片机产生40 kHz的脉冲从P0.1口向超声波的 发射电路部分发出信号，再经74LS04放大电路放大后，驱 动超声波探头将超声波发射出去。
三 ： 设 计 过 程
图·3
3.2.2 超声波接收电路设计
由于超声波在空气中的传播过程中是有衰减的，如果距
方 蜂鸣器报警模块和数码管显示模块。这个设计的汽
法 车倒车雷达要能够连续测距，数据经过单片机的处
理后，用4位数码管显示所测量得到的距离，若计
时器溢出，或距离超过2500mm，蜂鸣器会发出鸣
叫声进行报警。
所设计出来的超声波测距系统各模块如下图·1所示
二
超声波接收器
放大电路 检波电路 报警系统
：
设
89c52单片机
超声波测距报告详细指导
项目名称：超声波测距装置
项目负责人：XXX
项
组员：X
目
简
所在班级：X
介
项目指导老师：X
项目完成时间：2016年11月
超声波测距装置
其功能：此装置能够测量出装置（超声波发射点）与障碍
一 ：
物之间的距离, 并通过4位LED数码管显示出装置与障碍物 之间的距离（单位为mm）。
项
目 测试原理：采用两个超声波探头分别进行超声波的发射和
离较远，那么超声波接收电路所接收到的超声波信号就会
比较微弱，因此需要对接收到的信号进行放大而且放大的
倍数也要比较大。超声波接收电路主要是由集成电路
CX20106A芯片电路构成的，CX20106A芯片电路可以对超
三 声波信号进行放大、限幅、带通滤波、峰值检波、整形、
： 比较等功能，比较完之后超声波接收电路会输出一个低电
研 接收，通过超声波发射探头向某一方向发出超声波，在发
究 内 容
射的同时开始采用计时器计时，超声波在空气中传播，途 中若碰到障碍物就会立即返回来，超声波接收器一旦收到 反射波就停止计时器，读出时间t。(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)。
设 平到单片机去请求中断，当即单片机停止计时，并开始去
计 过 程
进行数据的处理。 CX20106A芯片的前置放大器具有自动增益控制的功能信号微弱，前置放大器就有较大的放大
增益效果。
CX20106A芯片的5脚在外接电阻
对它的带通滤波器的频率进行调节，
①在测距的时候。本系统利用一片89C52单片机作
为控制中心，通过单片机其中的一个I/O口对超声
波发射器进行控制，（I/O口为高电平时，触发超
声波发射电路发出超声波）,此时在另一个单片机
I/O端口等待信号的返回（若有信号返回则此端口
二 为低电平）。
：
设
②信号循环不断地进行采集。系统包括超声波测
计 距单元（超声波集成模块）、89c52单片机控制、
而且不用再外接其他的电感，能够
很好地避免外加磁场对芯片电路的
干扰，而且它的可靠性也是比较高
三 的。CX20106A芯片电路本身就具
： 设 计 过
有很高的抗干扰的能力，而且灵敏 度也比较高，所以，能满足本设计 的要求。超声波接收电路如图·4所 示。
程
图·4
3.2.3 HR-SR04超声波集成模块 HR-SR04超声波集成模块是将超声波发射探头，超声波接 收探头，CX20106A芯片电路，74LS04芯片放大电路集成 到的一起的一个超声波集成模块。HR-SR04超声波集成模 块正面外观如图·5所示，HR-SR04超声波集成模块的背面
三 此扫描方式能完全达到显示要求。显示模块连接电路图如 ： 图·8所示。
设
计
图
8
过
程
图3
3.3.2 报警模块设计 报警模块通过单片机给定低电平使蜂鸣器发出声音。报警 模块电路图如图·9所示。
三 ： 设 计 过 程
图9
3．4 系统整体电路
根据本章前面对设计的各个相关模块的分别讲述讲述，再 结合单片机的引脚功能，从而得到系统整体电路图，如 图·10所示。
此次数码管显示选用的是动态扫描的方式，动态显示即数
码管的轮流显示，利用人眼的“视觉暂留”特性，这样看
出来的就是在显示不同数值。数码管的动态显示比较实用，
电路构建简单，所以本设计采用动态扫描的方法显示测量
距离，只要轮流显示的速度足够快的时候就能够实现测量
数值的显示。显示模块选用4位共阳极数码管进行动态扫描，
原
理
3.2 超声波发射和接收电路设计
3.2.1 超声波发射电路设计
超声波发射电路是由超声波探头和超声波放大器组成。超
声波探头将电信号转换为机械波发射出去，而单片机所产
生的40 kHz的方波脉冲需要进行放大才能将超声波探头驱
三
动将超声波发射出去，所以发射驱动实际上就是一个信号 的放大电路，本设计选用74LS04芯片进行信号放大，超声