AT89S52
发射电路
接收电路
LCD
DS18B20
报警电路
第一章 设计方案与实现
超声波是指频率超过 20 KHZ 的声波，因其具有指向性强， 在介质中衰减小传播距离远等特点，经常
用于实现距离的测量。为了以超声波作为检测手段 ，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装
置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器。 超声
波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化 ，即在发射超声波的时候 ，将电能转换为超声
波 ，发射超声波，在收到回波的时候 那么将超声振动转换成电信号。超声波测距的常用方法有渡越时间
法 、频差法、幅值法等 。其中，渡越时间法因其原理简单 ，实现方便 ，而被广泛采用。利用超声波采
取渡越时间法测量距离的根本理是：超声波测距系统控制器通过发送定频率的脉冲信号，鼓励超声波发送
器产生超声波，超声波通过介质到达障碍物外表 ，形成反射波 ，反射波再经介质传播返回到接收器 ，
由接收器把声波信号转换成电信号，由控制器测出超声波从发射声波到接收所需的时间，再根据超声波在
介质中的传播速度，用式 S =C t／ 2 计算出距离，式中的 C 为超声波声速 ，单位 ( m ／S) ；t 为超声波
从发射声波到接收所需的时间， 单位 ( S) ；S 为所测得距离， 单位 ( m) 。由于超声波的传播速度 C 会
受到空气中温度、湿度、压强等因素的影响，其中受温度影响最大。为此，只要测得从发射声波到接收所
需的时间及现场环境温度就可以计算出发射点与目标之问的距离。
如图 1 所示，本系统硬件局部由 AT89S52 控制器、超声波发射电路、接收电路、温度测量电路，声音
报警电路和 LCD 显示电路组成。汽车行进时 LCD 显示环境温度，当倒车时，发射和接收电路工作，经过
AT89S52 数据处理将距离也显示到 LCD 上，如果距离小于设定时，报警电路会鸣叫，提醒司机注意车距。
AT89S52 是主控芯片，支持在线下载程序，方便调试，有 8kB 的 Flash、32 个 I／O 口、三个 16 位定时／
计数器、八个中断源、全双工 UART 串行口和看门狗定时器等，资源丰富，既满足了本系统的设计要求，
也满足了日后扩展的需求。
图 1 系统设计总框图
