文献综述
超声波是一种振动频率高于声波的机械波 ，它具有频率高，波长短，绕线现象小，特
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别是方向性好，能够成为射线定向传播等特点。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介
质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速，方
便，计算简单，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实时的要求，因此在移
动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
超声波检测技术作为无损检测技术的重要手段之一 ，在其发展过程中起着重要的作
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用，它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效
通用方法。由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟量信号的分析，大部分检测
设备仅有 A 扫描形式，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的
结论，对检测和分析人员的要求较高，因此，人为因素对检测的结果影响较大，波形也不易
记录和保存，不适宜完成自动化检测
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由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测 ，并且易于定向
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发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种
利用声波特性，电子计数 ，光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。超声波测距
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在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体与超声波探头之间
的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以它就能够在某些特定场合和环境
比较恶劣的情况下使用。
超声波是一种频率超过 20kHz 的机械波 。超声波作为一种特殊的声波，同样具有声
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波传输的基本物理特性—反射、折射、干涉、衍射、散射。超声波具有方向性集中、振幅小、
加速度大等特点，可产生较大力量，并且在不同的媒质介面，超声波的大部分能量会反射。
利用超声波检测往往比较迅速，方便，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业
实用的要求，主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、
管道长度等场合。
基于 AT89C51 单片机倒车防撞报警系统由单片机内部系统，外部测距系统，报警系统等
组成，其中外部测距系统设计是该设计的主要环节。测距有多种方式，比如，激光测距，微
波测距，红外线测距和超声波测距等。但是，超声波测距不失为一种简单可行的方法
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一、系统硬件电路的设计
汽车倒车防撞报警系统主要由自动测距系统、中央处理机、控制系统、距离显示和报警
设置及辅助单元等部分组成 。
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ATMEL 公司 AT89C51 单片机，是一种低功耗、高性能、片内含 4KB，FlashROM
的 8 位 CMOS 单片机，工作电压范围为 2.7~6V(实际使用+5V 供电)，8 位数据总线。它
有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和接收。通过 EXD 引脚（串
行数据接收端）和 TXD 与外界进行通信。本超声波测距系统以 AT89C51 为中央处理器，
其系统原理框图如下。
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