傳統的測距方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷。如液面測量、井下測量等受到很大的限制。利用超聲波測距可解決這些問題，因此超聲波測距技術在工業控制、勘探測量、機器人定位等領域得到了廣泛應用。所謂超聲波是指高于20KHZ的機械波，具有強度大、方向性好等特點。本系統選用M68HC08單片機為控制部件。

    一、設計原理
    當超聲波從空氣中垂直入射到汽油、木材、鋼材時，幾乎產生全反射，這樣，反射回來的回波具有足夠的能量被接收探頭所接收，為超聲波測距創造了可能性。

"     如圖1所示，超聲波測距原理是通過超聲波發射傳感器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就停止計時。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為C=340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(S)，即：s=c*t/2=c*t0（t0就是所謂的渡越時間）

    二、超聲波測距系統硬件設計總體方案
    本系統中選用的探頭是40KHz的超聲傳感器，有一支接收傳感器SZW-R40-10P和一支發射傳感器SZW-S40-12M。
    MC68HC908GP32單片機是Motorola公司的第2代8位微控制器" title="微控制器">微控制器，由于其高性價比，非常適用于中小型MCU開發商和生產廠家的歡迎。這類MCU的指令集非常精簡，容易被用戶掌握。其主要硬件資源有：片內307字節的監控ROM，32KB的片內FLASH存儲器和512B RAM，33根通用的I/O引腳，2個16位的雙通道定時器接口模塊，外部中斷，同時具有看門狗監視復位，低電壓極限檢測復位，非法指令檢測復位等，使得應用系統免除了進入死循環的危險。

（一）發射電路" title="發射電路">發射電路。本系統采用方波調制的脈沖發射電路，即采用單片機的PORTA4口作為IO口，同時外接驅動芯片來提高其輸出電流的驅動能力，保證40KHz的脈沖信號有一定的功率。單片機產生以5個40KHz為一組的脈沖群，加到壓電晶片上能使晶片發出超聲波，當信號為高電平時，發射傳感器兩端就加上了高電壓，內部的壓電晶片開始振動，此時接收傳感器的兩端可以檢測到有40KHz信號；當信號為低電平時，發射傳感器通過回路放電，此時接收傳感器可以接收到回波信號。
    （二）接收前置及帶通放大電路。放大電路共有三級：前置放大器是高阻抗" title="高阻抗">高阻抗輸入級，高輸入阻抗是為了與傳感器的高阻抗匹配。
    課題中的帶通放大器采用了集成濾波器MAX275，這是一款連續時間模擬集成有源濾波器，片內硬件由四個運算放大器及若干電阻電容組成。MAX275組成的濾波器具有外接元件少、結構簡單、參數調整方便和不受運算放大器本身頻率特性影響等優點；由于沒有外接電容，而且是單片結構，因而高頻場合時受分布電容的影響較小。MAX275使用±5V電源，電源電流最大不超過30mA。

    （三）LED顯示電路。MAX7219就是一種高性能，低價格的多位LED顯示驅動器，可同時驅動8位共陰極LED或64只獨立的LED發光二極管，其內部具有14*8RAM數字和功能控制寄存器，可方便的對每位數字進行單獨控制，刷新，不需重寫整個顯示器寄存器。如圖5，通信方式采用串行數據方式，可與68HC08系列的任何一種微控制器方便的接口，廣泛應用在條狀圖形顯示器，7段數碼管顯示器，工業控制器顯示模板，面板表與LED矩陣顯示屏等眾多場合。

    三、結論
    本系統在空氣中測量范圍為0～3m左右，對固體，液體表面均可測量，但要求被測表面比較光滑平坦，確保超聲波能夠被反射回來，并被探頭接收。在實驗中，對8～260cm范圍進行測量，經誤差補償后近距離是最大誤差達30mm。線性度，穩定性和重復性都比較好