1．1  课题研究背景

超声测距属于非接触检测技术，因此 不受被测物体颜色及光线等的影响，与其它仪器相比更卫生，更耐高温、粉尘、潮湿、腐蚀气体等恶劣环境，具有维护简单、污染小、可靠性高、使用寿命长等特点[1]。所以可广泛应用于矿业、化工业、纸业、环保检测、电厂、水处理厂、污水处理厂、食品（酒业、饮料业、食用油、添加剂、奶制品）、防汛、水文、空间定位、农业用水、明渠、公路限高等行业中。可以直接用于酒、水、糖、饮料等液位控制，因此，超声波测距在特殊环境下有着广泛应用。利用超声波测试距离十分迅速、计算简单、方便、容易进行实现实时控制，而且在测量准确度方面可以达到工程的指标要求。为了使机器人能够自己判断与障碍物的距离，就必须搭载测距系统，以便获取与障碍物之间的距离信息，所以超声波测距在自动机器人的研究上有着很好的应用前景。同时由于超声波测距系统还具有许多优点，因此也广泛用于汽车的倒车雷达等需要测量位置方位的场合。论文网

1．2  课题完成的工作

本课题是基于微控制器完成的超声波发射和接收电路设计。课题完成的主要工作为超声波发射电路、接收电路和显示电路设计；在硬件设计的基础上，使用proteus进行电路仿真，给出仿真结果；在实验室搭建电路，借助于信号发生器和示波器给出系统的调试、检测结果并对设计进行完善。对于微控制器，我选择的是51单片机，利用电路的超声波发生与接收装置及通过软件处理，计算出被测物体与测试点之间的距离，并通过液晶显示。前期我通过软件仿真比较了几种不同的超声波发射接收方法，选取其中一种较好的一种方式进行PCB制作，最终做出的实物电路能够正常工作，显示出被测距离。

1．3  课题的应用前景

超声波测距是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的产业，展望未来，超声波测距仪作为一种新型的工具在各方面都会有很大的发展空间，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[2]。在科学研究和工程试验中经常会遇到非接触测量距离的问题。目前主要有两大类非接触测量距离的方法：一种是激光测距，一种是超声波测距。超声波技术在日常生活中有着广泛的应用，例如探伤技术、清洗技术、测距技术等等，超声波测距技术主要应用于汽车倒车雷达、建筑工地以及一些工业现场的位置监控、井深的测量等等[3]。由于高精度的超声波测距仪所采用的专业集成电路成本较高，我以价格比较低廉的STC89C52单片机为核心设计一款具有使用方便、成本低廉、具有实时显示距离等优点的超声波测距系统。

1．4  本文的章节安排

本论文主要由以下部分组成： 

第1章主要介绍了课题完成的工作和课题的背景和意义。 

第2章介绍的是与本课题相关的各种原理。首先介绍了超声波的特性，然后对超声波传感器进行了介绍，最后说明了超声波测距的基本原理，为硬件系统的设计打下了基础。 

第3章对硬件电路的设计进行了介绍。具体讨论了超声波测距模块中的超声波发射电路和超声波接收电路的硬件设计，然后介绍了显示电路和控制电路的设计，最后给出了电路的仿真结果和实际电路各节点的示波器波形，并阐述了电路缺陷及改进措施。 

第4章简要的说明了PCB的制作过程，给出了PCB原理图、PCB线路图以及最终做出的实物及其工作情况。

第5章对系统的软件设计进行了介绍。先对编程语言进行了选择，然后给出了系统流程框图，接着对各个的模块的功能进行了阐述，并给出其代码。