本课题主要是为了解决由单片机控制超声波的发射、接收。通过计算超声波发射和接收之间的时间差来计算实测距离。

本文主要介绍系统的构成、电路原理及程序设计。系统由AT89C52单片机、超声波发射电路、超声波接收电路及显示电路组成。分析了超声波测距误差的主要来源。

该电路设计合理、工作稳定、性能良好、计算简单、易于做到实时控制。稍做修改可以应用于汽车雷达系统。

该系统主要包括4部分，即：超声波发送电路，超声波接收电路，单片机的控制电路以及LED显示电路。系统通电工作时，先通过超声波发送电路发送出一个超声波信号，同时单片机片内的计时器开始计时。信号遇到被测物后反射回来，当接收电路接收到此信号后，向单片机控制器发送出一个中断信号，控制器接收到中断信号后，计时器停止计时，然后通过写入单片机的程序计算出距离，最后，控制电路把得到的计算得到的距离数据传送给显示电路，显示电路把收到的数据在LED数码管上显示出来，完成一次测距。

系统电路

根据系统框图，可以知道系统由4个部分组成，既:单片机控制电路，超声波发射电路，超声波接收电路和LED显示电路。系统电路原理图如附录二所示。

用AT89C52的定时器产生脉冲宽度为250us,载波为40kHZ的10个脉冲，通过引脚P1.0输出，经过发射电路的信号放大后，从超声波换能器发送出超声波信号。若在有效测距范围内有被测物的话,接收电路将会检测到超声波信号。经过检测电路中的处理，回馈给控制系统一个中断信号，控制芯片计时结束，同时根据时间可以算出测量的距离。所得到的距离数据通过P0口送显示电路，最后在LED数码管上显示出来。系统子电路工作原理将在下面章节详细介绍。

软件的调试

硬件电路制作完成并调试好后。根据实际情况可以修改超声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。根据所设计的电路参数和程序，测距仪能测的范围为0.07～1m，测距仪误差达到厘米级。系统调试完后应对测量误差和重复一致性进行多次实验分析，不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。

可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可用在其它检测系统中。

硬件的调试

超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接受采用直径15的超声波换能器TCT40-10F1（T发射）和TCT40-10S1（R接受），中心频率为40KHZ，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相聚4-8厘米，其元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。