其系统框图如图1-1所示：

图1-1超声波测距系统框图

这种基于单片机的超声波测距系统是通过单片机记录超声波从发射到反射回来的时间差。当接收到反射波时，接收电路输出端会产生一个负跳变，在单片机的外部中断源输入端口产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取超声波的往返时间差，计算测量距离，其结果输出给LED显示。基于单片机的超声波测距计时准确，而且测距精度高，另外单片机控制方便，计算简单，许多超声波测距系统都采用这种设计方法。源:自~优尔-·论`文'网·www.youerw.com/

2 超声波测距简介

2.1 超声波概述

声音是由于物体振动而产生的。而声音的频率就是指声波在一秒钟内振动的次数，以赫兹（Hz）为单位。我们人耳能听到的频率范围为20Hz～20000Hz，人们无法听到小于20Hz和大于20KHz的声波。我们常说的超声波，实际上就是频率高于20KHz的声波，它具有较强的指向性和穿透力、能量相对集中、且能在水中实现较远距离传播等特点，能用于测距、测速、清洗、焊接、杀菌消毒等方面。所以，超声波在医学、军事、工业和农业等领域得到了广泛的应用。一般医院诊断用的超声波，其频率通常在1MHz～5MHz。

超声波广泛应用于各个领域，它能帮我们揭露出隐藏在金属内部最细小的缺陷；可以切割陶瓷、玻璃，甚至金刚石这样坚硬的材料，而且还能在这些东西的成品上打出各种形状的洞孔来；它能把固体敲碎成极细小的微粒，甚至能击碎液体，使两种本来不能混合的液体混合起来；在化学中，它不仅能观察和断定化学式反应，而且在促进各种化学变化中创造着各种奇迹；在物理学中，它是研究物质分子结构的有力工具，也是测量各种物理量的精密工具；在农业中，用它来处理种子，能够促进发芽，提高产量；在渔业方面，用它可以万无一失地确定鱼群的活动情形，所以它可以为人们做海底侦察兵的工作；在医学中，超声波可以协助医师寻找人体内部的疑难病症。

科学研究表明，如果物体的振幅相同，则由它振动产生的的能量正比于它的振动频率，而超声波在介质中传播的过程中，介质的振动频率很高，因而能量很大，在中国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度，这就是超声波加湿器的原理。如咽喉炎、气管炎等疾病，很难利用血流使药物到达患病的部位，利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。超声波在医学方面应用非常广泛，像现在的彩超、B超、碎石（例如胆结石、肾结石祛眼袋之类的），还能破坏细菌结构，对物品进行杀菌消毒。文献综述

2.2 超声波发生器

超声波发生器提高了我们对超声波的控制和使用能力。目前，超声波发生器主要有用电气方式产生超声波和用机械方式产生超声波两大类。像压电型、磁致伸缩型和电动型等超生波发生器都属于用电气方式产生超生波类；而磁致伸缩型和电动型等超生波发生器属于用机械方式产生超声波类。无论是用电气方式产生超生波还是用机械方式产生超声波的超生波发生器，因为它们产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。据统计，现在用得最多的是压电式超声波发生器。