1、 单片机控制的超声波雷达系统 摘要摘要 超声波测距器，可以应用于汽车倒车、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、管道长度的测量等场合。测量时与被 测物体无直接接触， 能够清晰稳定地显示测量结果。 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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。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 面能达到实用的要求，因此在日常生活中得到了广泛的应用。 关键词关键词 单片机 超声波 传感器 测量距离 一一 设计思路设计思路 超声波是指频率高于 20KHz
2、 的机械波。为了以超声波作为检 测手段， 必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超 声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器 有发送器和接收器， 但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的 双重作用。 超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互 转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到 回波的时候，则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知， 测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间， 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。由此可见，超声波测距原理 与雷达原理是一样的。 测距的公
3、式表示为：L=CT。式中 L 为测量 的距离长度；C 为超声波在空气中的传播速度；T 为测量距离传播的 时间差(T 为发射到接收时间数值的一半)。 本设计通过从单片机 TX 脚（P3.3）输出 40KH 的方波信号， 即 从该引脚连续发出高低电平，产生方波，方波的个数一般为 10 个左 右，发出后启动定时器，开始计时，此时，超声波发射头（T 端）开 始发出超声波， 当发出的超声波被前方的障碍物返射回来，返射回来 的超声波被接收探头（R）接收到，此时，单片机的 RX 引脚（P3.2） 会产生一个从高电平到低电平的跳变，从而引起中断。此时，停止计 时，保存计时的时间。在本设计中我们根据以下公式：
4、测量距离= (时间*声速( 340M/S ) ) / 2 可以算出测量距离。然后我们再通过一定的函数算法和 C 语言 子程序的调用与整合， 使测量距离显示在事先设计好的数码管显示电 路上。本设计的精度为 0.1cm。 本设计用 Stc8989c52 单片机作为主控制器，用动态扫描法实 现数码管数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波 测距器的系统框图 二二、系统组成、系统组成 系统主要有软件部分和硬件部分组成。 1.硬件部分介绍 硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声 波检测接收电路等三部分组成。采用 stc89c52 单片机来实现对 CX20106A 红外接收芯片和 CD4609 系列超声波转换模块的控制。 单片机通过 P3.3 引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不 停的检测 INT0 引脚，当 INT0 引脚的电平由高电平变为低电平时就 认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间， 通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。 本设计利用的是压电超声波转换器， 其原理是：利用压电晶体谐 振工作。 它有两个压
