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《基于時(shí)差測(cè)距原理的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、基于時(shí)差測(cè)距原理的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邵扣宗（江蘇省靖江中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，江蘇靖江214500）【摘 要】超聲波測(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中己有廣泛的應(yīng)用，超聲波測(cè)距傳感器在車(chē)輛避障與安全預(yù)警系統(tǒng)、車(chē)輛自動(dòng)導(dǎo)航和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人等專(zhuān)題中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文根據(jù)超聲波特征及測(cè)距原理，完成了一款以單片機(jī)為核心的基于時(shí)差測(cè)距原理的一種超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。.jyqk/s（3）2.6 干擾問(wèn)題的解決方法干擾主要是外界高頻噪音及電源等對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的干擾。由于這類(lèi)干擾信號(hào)尤其是電源干擾信號(hào)和有用信號(hào)極其相似，因此不容易檢測(cè)出回波信號(hào)。
2、針對(duì)這樣的干擾信號(hào)，可以通過(guò)選擇合適的元器件，加之濾波電路就可以消除干擾。3 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 信號(hào)控制在系統(tǒng)軟件中，要完成接收控制信號(hào)、發(fā)射脈沖信號(hào)、峰值采集信號(hào)的時(shí)序及輸出信號(hào)處理后的顯示等。3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為了得到發(fā)射信號(hào)與接收回波間的時(shí)間差，要讀出此刻計(jì)數(shù)器的數(shù)值，然后存儲(chǔ)在RAM中，而且每次發(fā)射周期的開(kāi)始，需要計(jì)數(shù)器清零，以備后續(xù)處理。3.3 信號(hào)處理用超聲頻脈沖激勵(lì)超聲波探頭，使之向外界輻射超聲波，并接收從被測(cè)物體反射回來(lái)的超聲波(簡(jiǎn)稱(chēng)回波)，通過(guò)檢測(cè)或估計(jì)從發(fā)射超聲波至接收回波所經(jīng)歷的
3、時(shí)間段t(稱(chēng)為射程時(shí)間)，然后按下式計(jì)算超聲波探頭與被測(cè)物體之間的距離L，即Ｌ＝１／２Ｃt（4）式中，C為空氣介質(zhì)中聲波的傳播速度。由式（4）可知，當(dāng)傳播介質(zhì)的溫度發(fā)生變化時(shí)，聲的傳播速度。也隨之改變。因此，在超聲波測(cè)距儀中均內(nèi)置溫度探頭，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)聲傳播介質(zhì)的溫度，以補(bǔ)償環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)距精度的影響。為了改善超聲波測(cè)距系統(tǒng)的性能，僅僅從系統(tǒng)的硬件入手是不夠的，還必須研究與硬件系統(tǒng)相適應(yīng)的測(cè)量信息處理方法。在此超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)中，RAM中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)值不能作為距離值直接顯示輸出，因?yàn)橛?jì)數(shù)值與實(shí)際的距離值之間的轉(zhuǎn)
4、換公式。s=0.5×v×t=0.5×v×Tr×N（5）其中，t為發(fā)射信號(hào)到接收信號(hào)之間經(jīng)歷的時(shí)間，Tr為方波信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖時(shí)計(jì)數(shù)器的時(shí)間分辨率，N為計(jì)數(shù)器的值。3.4 數(shù)據(jù)輸出與顯示經(jīng)軟件處理得到距離傳送的四位LED顯示。由于距離值的得到及顯示是中斷子程序中完成的，因此在初始化發(fā)射程序后進(jìn)入中斷響應(yīng)的等待，在中斷響應(yīng)的之后，原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)數(shù)值與距離值換算子程序，二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后顯示輸出。整個(gè)系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn)可以分為主程序、子程序、中斷服務(wù)程序幾個(gè)主要部分。3.5 超聲波測(cè)距系統(tǒng)軟件流程圖4 結(jié)論基于時(shí)差測(cè)距
5、原理設(shè)計(jì)了8051單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距系統(tǒng)，給出了原理框圖和硬件各部分的實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)方案中還存在著一些不足，例如環(huán)境溫度的變化將影響超聲波在媒質(zhì)中的傳播速度受溫度影響造成的誤差無(wú)法消除。.jyqk].北京:科學(xué)出版社,2004.［３］曹建海,路長(zhǎng)厚,韓旭東.基于單片機(jī)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2004(1):39-40.［４］趙海鳴,卜英勇,王紀(jì)嬋.一種高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)的研制[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2006(3):62-65.［責(zé)任編輯
6、：鄧麗麗］
