超声波测距报告
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I
电气
总结报告
超声波测距装置
XX大学 XX学院
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）。
五 来的信号时就会自动忽略掉，继续去等待检测在这个工作 ： 周期内是否有有效反射波反射回来，如果有就进行处理， 结 没有就进行新的一次测量。 果 分 析
六 ： 资 金 使 用 情 况
序号 元件名称
1
常用轻触 按键包
2
电解电容 包
3
瓷片电容 包
4
电阻
5
电阻
6
电阻
7
电阻
8
三极管
9
直插晶振
10
插座
11
插座
12
插座
13
74LS04
14 4位数码管
15
分体超声 波收发器
元件规格型号
轻触开关（含35个）
12种值电解电容（每种10个）
30种常用（每种10个） 10欧（10个） 2K（100个） 1k（100个） 220k（100个） PNP s9012 12M 14PIN 16pin 40PIN 14pin 共阳极12pin
量的主要误差的原因，但是这种误差是可以尽量减 小的，利用发射能力强、散射小的探头，或者多用
（4）余波信号的影响 在测量时有一部分的声波是从发射探头直接转收到接收探 头的，这部分声波即是余波信号，这种余波对测量的干扰 是挺大的。但是这种干扰能够通过别的方法进行处理，比 如软件算法的方法去消除直达波的干扰。当芯片收到信号 波时自动判定收到的超声波信号是发射的声波衍射而返回
（2）不同障碍物表面材料的不同介质引起的误差 因为表面粗糙的障碍物介质要比光滑介质的测量结 果要差，如果障碍物的反射面比较粗糙会引起反射 信号散射开那么回波信号就会减弱，这样就会导致 测量结果的误差增大。
五 （3）超声波模块的感应角的影响 ： 两个超声波探头即发射探头和接收探头和障碍物之 结 间存在一个几何角度，反射波入射到探头存在一定 果 的角度，当这个角度过大时，这就会造成测量较大 分 的误差，或者说根本接收不到回波信号。特别是在 析 障碍物的距离较近的时候这个误差就成为了距离测
二
超声波接收器
放大电路 检波电路 报警系统
：
设
89c52单片机
计
方
超声波发射器
放大电路
显示模块
法
图·1
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
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、
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
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
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
两个一对
数量
单价
1
1.19
1
4.5
1
6
1
1.2
1
1.44
1
0.94
1
1.44
10
0.05
2
0.16
2
0.1
2
0.1
2
0.21
2
3.17
2
1.8
2
5.47
超声波 16 接收芯
片
CX20106
2 1.42
17 单片机
STC89C52RC 40pin
2 3.8
面包板
18 专用电
兼容5V 3.3V
2 3.08
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
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，
三 ： 设 计 过 程
图7
实物展示
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
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
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。
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。
射点距障碍物的距离(s)，即:s=340t/2)。
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）。
：
源
六 ：
19 蜂鸣器
5V
2 0.4
来自百度文库
资
51单片 20 机最小
STC89C52RC 40pin
2 2.66
金
系统
使
21 排插针
40pin
1 0.06
用
22 杜邦线
40根
1 2.6
情
23 万用板
9*15cm
2 0.68
况
共
计
66.73 元
%
作 量 分 配 比 例
（
项 目 参 加
人 员 分
）工
及
工
项目参加 项目中主要负责的工作 完成项目工作量的比
人员
例(%)
xx
元器件的购买和焊接，总
20%
结报告
xx
89C52单片机编程,PPT制作
20%
x
超声波发射电路模块
15%
x
PPT汇报
15%
电气
总结报告
超声波测距装置
XX大学 XX学院
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）。
五 来的信号时就会自动忽略掉，继续去等待检测在这个工作 ： 周期内是否有有效反射波反射回来，如果有就进行处理， 结 没有就进行新的一次测量。 果 分 析
六 ： 资 金 使 用 情 况
序号 元件名称
1
常用轻触 按键包
2
电解电容 包
3
瓷片电容 包
4
电阻
5
电阻
6
电阻
7
电阻
8
三极管
9
直插晶振
10
插座
11
插座
12
插座
13
74LS04
14 4位数码管
15
分体超声 波收发器
元件规格型号
轻触开关（含35个）
12种值电解电容（每种10个）
30种常用（每种10个） 10欧（10个） 2K（100个） 1k（100个） 220k（100个） PNP s9012 12M 14PIN 16pin 40PIN 14pin 共阳极12pin
量的主要误差的原因，但是这种误差是可以尽量减 小的，利用发射能力强、散射小的探头，或者多用
（4）余波信号的影响 在测量时有一部分的声波是从发射探头直接转收到接收探 头的，这部分声波即是余波信号，这种余波对测量的干扰 是挺大的。但是这种干扰能够通过别的方法进行处理，比 如软件算法的方法去消除直达波的干扰。当芯片收到信号 波时自动判定收到的超声波信号是发射的声波衍射而返回
（2）不同障碍物表面材料的不同介质引起的误差 因为表面粗糙的障碍物介质要比光滑介质的测量结 果要差，如果障碍物的反射面比较粗糙会引起反射 信号散射开那么回波信号就会减弱，这样就会导致 测量结果的误差增大。
五 （3）超声波模块的感应角的影响 ： 两个超声波探头即发射探头和接收探头和障碍物之 结 间存在一个几何角度，反射波入射到探头存在一定 果 的角度，当这个角度过大时，这就会造成测量较大 分 的误差，或者说根本接收不到回波信号。特别是在 析 障碍物的距离较近的时候这个误差就成为了距离测
二
超声波接收器
放大电路 检波电路 报警系统
：
设
89c52单片机
计
方
超声波发射器
放大电路
显示模块
法
图·1
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
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、
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
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
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
两个一对
数量
单价
1
1.19
1
4.5
1
6
1
1.2
1
1.44
1
0.94
1
1.44
10
0.05
2
0.16
2
0.1
2
0.1
2
0.21
2
3.17
2
1.8
2
5.47
超声波 16 接收芯
片
CX20106
2 1.42
17 单片机
STC89C52RC 40pin
2 3.8
面包板
18 专用电
兼容5V 3.3V
2 3.08
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
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，
三 ： 设 计 过 程
图7
实物展示
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
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
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。
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。
射点距障碍物的距离(s)，即:s=340t/2)。
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）。
：
源
六 ：
19 蜂鸣器
5V
2 0.4
来自百度文库
资
51单片 20 机最小
STC89C52RC 40pin
2 2.66
金
系统
使
21 排插针
40pin
1 0.06
用
22 杜邦线
40根
1 2.6
情
23 万用板
9*15cm
2 0.68
况
共
计
66.73 元
%
作 量 分 配 比 例
（
项 目 参 加
人 员 分
）工
及
工
项目参加 项目中主要负责的工作 完成项目工作量的比
人员
例(%)
xx
元器件的购买和焊接，总
20%
结报告
xx
89C52单片机编程,PPT制作
20%
x
超声波发射电路模块
15%
x
PPT汇报
15%