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344m/s，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=344t/2 。
利用超声波测距的工作，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔，从而达 到测量距离的作用。其主要有三种测距方法：
（1）相位检测法，相位检测法虽然精度高，但检测范围有限； （2）声波幅值检测法，声波幅值检测法易受反射波的影响；
（3）渡越时间检测法，渡越时间检测法的工作方式简单，直观，在硬件控制和软 件设计上都非常容易实现。其原理为：检测从发射传感器发射超声波，经气体介质传播 到接收传感器的时间，这个时间就是渡越时间。
本设计的超声波测距就是使用了渡越时间检测法。 在移动车辆中应用的超声波传感 器，是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性（纵波） ，通过接收自身发射的 超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收的时间差和传播速度，计算传播距离，从 而得到障碍物到车辆的距离。
3.3 超声波测距系统设计
构成超声测距系统的电路功能模块包括发射电路、接收电路、键盘显示电路、报警 电路、核心功能模块单片机控制器及一些辅助电路。采取收发分离方式有两个好处：一 是收发信号不会混叠，接收探头所接收到的纯为反射信号；二是将接收探头放置在合适 位置，可以避免超声波在物体表面反射时造成的各种损失和干扰，提高系统的可靠性。
根据设计要求并综合各方面因素,选择了西安立宇电子科技有限公司的超声波测距 传感器 TCT40－16T/R （T 表示发射传感器， 表示接收传感器） 最大探测距离为 6m， R ， 发射扩散角为 60 度。同时，采用 AT89C52 单片机作为主控制器，用动态扫描法实现 LED 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如下 图 3-4 所示。
图 3-4 超声波测距系统设计框图
3.4 模块方案比较
超声波频率及探头的选用
为了能在测量汽车距离是能够准确的测量出来， 所以要求超声波的频率具有很高的 效率。经分析可知，频率为 40kHz 左右的超声波在空气中传播的效率最佳；同时，为了 方便处理，发射的超声波被调制成 40kHz 左右、具有一
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定间隔的调制脉冲波信号。
而探头的选择则根据实际情况，有下表可知 40KHz 的超声波传感器的几种类型， 而在学校附近的电子元器店有的都是 T/R40-16 的超声波传感器。
所以我选择的是 T/R40-16 的超声波传感器作为本设计的一个重要元器件。
发射模块
超声波发射模块有好多种类型，有使用 555 时基电路振荡产生的如下图 3-5 所示， 图中 CNT 接线处接单片机的 P1.0 口，用以触发 555 定时器间断的发出超声波。有使用 分立元件构成的超声波发射电路，如下图 3-6，也可以发出 40KHz 的超声波。有使用单 片机 P1.0 口软件产生 40KHz 的方波信号如下图 7 所示，图中芯片为反相器用来提高超 声波的发射强度。本设计采用简单的方法，即用单片机编程产生 40KHz 的信号。使用图 3-7 电路所示来完成超声波的发射。
图 3-5 555 时基电路振荡图
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图 3-6 分立元件构成的超声波发射电路
图 3-7 超声波的发射电路图
接收模块
超声波接收器包括超声波接收探头、 信号放大电路及波形变换电路三部分。 由于经 探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。
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正弦波信号不能直接被 单片机接收，必须进行波形变换。按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第一个回 波的时刻。接收电路的设计可采用专用接收电路如下图 3-8，也可采用通用电路图 3-9 来实现，本设计采用的红外线检波接收的专用芯片 CX20106A 来实现，电路图如下图 3-10 所示。
图 3-8 专用超声波接收电路图
图 3-9 通用超声波接收电路图
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