黄世高 彭森

摘 要：超声波测距是一种非常典型的非接触测量方法，与激光、红外等测距相比，超声波不易受到外界环境的影响，更适于电磁干扰强、灰尘或烟雾的恶劣环境的测量，在识别透明及反射性差的物体上也更有优势。由于声波在空气中传播速度远较慢，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。本文介绍了以AT89C52为核心，利用HC-SR04超声波传感器模块精确测距的原理及系统构成，此系统具有性能稳定，操作简单，测度距离精确，测量数据实时显示与自动存储等特点。

关键词：单片机；超声波；测距；程序设计；数据存储

1 引言

随着社会的发展，人们对于距离的敏感度越来越高，生活上对距离的感知也越来越敏感，因此测距仪也受到了极大的欢迎。它主要有三类，一类是激光测距仪，是根据光电元件接收目标反射的激光束来计算出测距者到目标的距离。另一类是红外测距仪，利用红外线传播不扩散的原理进行测距，但方向性差。还有一类是超声波测距仪，但也有局限性，传播需要介质，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，碰到障碍物后就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波测距是一种非接触可直接检测技术，它对光线和被测对象的颜色等没有要求，与其它仪器相比更卫生，更耐高温、等恶劣环境，具有少维护、可靠性高、寿命长等优点。利用超声波检测往往比较快捷、性能稳定、能够实现实时检测等优点，所以它广泛的应用在全自动机器人，汽车倒车雷达等研制方面。

2 工作原理

超声波测距系统结构超声波测距的基本工作原理是：发射探头发出超声波，在介质中传播遇到障碍物反射后再通过介质返回到接收探头，测出超声波从发射到接收所需的时间，然后根据介质中的声速，就能算得从探头到障碍物的距离。

3 方案设计

本设计主要包括了硬件和软件设计两部分。按模块可划分为数据采集、按键控制、显示模块、电源电路和复位电路五个子模块。电路结构可划分为：超声波传感器和单片机控制电路。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括單片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。图1为系统整体框架图。图2为主程序流程示意图。

4 结论

本设计是一种基于单片机技术上的超声波智能测距报警系统。该系统通过以AT89C51单片机为处理系统核心，以超声波传感器为测量与物体之间距离的工具，它是一种被动式超声波探测器件，能够以非接触任何物体就测出与前方物体距离，并将此信号转换为电信号并且输出。该报测距报警系统的最大特点就是用户能够以最短的时间学会并且使用，了解其功能，简单适用；而且安装方便、智能相对性高、误报率低。

参考文献

[1] 张友德. 单片微型机原理、应用与实验[M].上海： 复旦大学出版社， 2005.

[2]李珍， 付植桐著.单片机原理与应用技术[M].北京： 清华大学出版社， 2008.

[3]胡长胜. 单片机实用技术教程[M].北京： 北京师范大学出版社， 2003.

[4]谭浩强. C语言程序设计[M].北京： 清华大学出版社， 2005.

作者简介

黄世高，邵阳学院信息工程系电子科学与技术专业学生。