超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計（論文）標題：超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：鄧遠超系部：電子工程系專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班級：高電子0701班指導(dǎo)教師：王維斌株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制目錄摘要I1緒論11.1超聲波測距研究意義及發(fā)展概況11.2超聲波特性及超聲換能器現(xiàn)狀22超聲波測距系統(tǒng)的原理及設(shè)計方案52.1超聲波發(fā)生器及測距原理52.2方案的設(shè)計62.3超聲波的電路設(shè)計82.4超聲波發(fā)射與接收電路133軟件設(shè)計193.1主流程圖193.2溫度讀取程序193.3LCD顯示流程圖203.4外中斷服務(wù)程序213.5超聲波發(fā)射程序21結(jié)論23參考文獻24附錄1部分程序25附錄2總電路圖28后

2、記29摘要本文介紹了一種基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空氣中超聲波的傳播速度為確定條件，利用反射超聲波測量待測距離，并且描述了系統(tǒng)研制的理論基礎(chǔ)。文章概述了超聲檢測的發(fā)展及基本原理，介紹超聲傳感器的原理及特性，并且在介紹超聲測距系統(tǒng)的基礎(chǔ)上．提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比，如電磁的或光學(xué)的方法，它不受光線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力的超聲波測距器，可以應(yīng)用于汽車倒車、建筑施工工

3、地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可用于如液位、井深、管道長度的測量等場合。測量時與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測量結(jié)果。關(guān)鍵詞：超聲波測距單片機溫度補償1緒論由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。1.1超聲波測距研究意義及發(fā)展概況由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離

4、的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。下面就介紹一下超聲波測距研究意義及發(fā)展概況。(一)超聲波測距系統(tǒng)研究的意義道路交通事故是現(xiàn)代社會的一大公害,與之相關(guān)的先進安全技術(shù)研究日益受到重視?；谥悄芙煌ㄏ到y(tǒng)的汽車防撞系統(tǒng)是先進安全技術(shù)的一項重要內(nèi)容,國內(nèi)外相繼開展了相關(guān)的研究,但迄今為止在該領(lǐng)域還存在許多尚未解決的問題。探討和研究一種在高速公路汽車防撞系統(tǒng)。在正常行駛時,該系統(tǒng)不報警,當(dāng)自車與前車之間

5、的距離小于所設(shè)定的安全距離并有可能發(fā)生碰撞時,該系統(tǒng)將發(fā)出報警信息,提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施,以避免碰撞事故的發(fā)生。高速公路汽車防撞系統(tǒng)的研究符合國內(nèi)外汽車智能化的發(fā)展趨勢,該系統(tǒng)的應(yīng)用可以保證高速運行車輛的安全性,提高公路運輸效率,具有廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟前景。特別是在空氣測距中，由于空氣中波速較快，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準確度也較其它方法為高。如今，超聲測距技術(shù)在國防、汽車工業(yè)、公路監(jiān)測及日常生活中也無處不在。(二)超聲波測距系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展的概況迄今為止，國內(nèi)外許多學(xué)者均著眼于測距傳感器的研究。

6、能夠全天候工作的毫米波雷達是最為理想的測距傳感器，這己是目前國際上公認的結(jié)論。超聲測距傳感器也可以全天候工作，而且價格低廉、便于安裝使用，也是一種較為理想測距傳感器。因此，倘若不考慮從國外進口價格昂貴的毫米波雷達，那么，超聲傳感器的作用距離問題，就成了當(dāng)前開發(fā)超聲測距系統(tǒng)的瓶頸制約。根據(jù)聲學(xué)理論，超聲換能器的機電能量轉(zhuǎn)換效率、超聲波傳播過程的能量衰減和回波接收電路的處理增益是影響超聲傳感器作用距離的主要因素。因此，為擴大超聲測距的范圍，不能僅僅依賴于大功率超聲測距傳感器，還必須從以下兩個方面采取措施：其一、優(yōu)化換能器的機械結(jié)構(gòu)、電子線路和機電阻抗匹配參數(shù)，

7、以提高換能器的機電能量轉(zhuǎn)換效率；其二、增加濾波電路或采用基于微處理器的自適應(yīng)噪聲抵消器對回波信號進行預(yù)處理，增大后續(xù)信號處理算法的處理增益，以提高超聲測距儀的輸出信噪比。只有這樣，才可能研制出功耗低、量程大（20～40m）而且價格低廉的超聲測距系統(tǒng)。毋庸置疑，超聲傳感器的研制成功，不僅有益于促進科技進步、加快國內(nèi)超聲測距系統(tǒng)的開發(fā)進程，而且具有相當(dāng)廣闊的市場前景。1.2超聲波特性及超聲換能器現(xiàn)狀具備發(fā)送和接收超聲波功能的裝置，稱為超聲換能器，習(xí)慣上稱為超聲傳感器或超聲波探頭。下面，簡要介紹一下超聲波特性和超聲換能器現(xiàn)狀。(一)超聲波及其特性超聲波具有較好的

8、指向性—頻率越高，指向性越強。這在諸如探仿和水下聲通訊等應(yīng)用場合是