超聲波智能測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文-wenkub
2023-05-26 09:47:40 本頁(yè)面
【正文】 未作測(cè)量 未作測(cè)量 未作測(cè)量 % 450cm 未作測(cè)量 未作測(cè)量 未作測(cè)量 未作測(cè)量 % 460cm 未作測(cè)量 未作測(cè)量 未作測(cè)量 未作測(cè)量 不穩(wěn)定 不穩(wěn)定 7 附錄 A 圖二 圖二 8 圖三 附錄 B 源代碼： include include //引腳定義 sbit RX = P1 ^ 1。 二、 應(yīng)用廣泛 由超聲波作為測(cè)距工具，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：液體深度測(cè)量、倒車 雷達(dá)、工程勘測(cè)等等。 二 、 顯示電路的優(yōu)化 本次設(shè)計(jì)采用 LCD12864作為顯示模塊，眾所周知， LCD12864不僅顯示直觀，而且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的顯示，其中 LCD12864的 PSB引腳是控制 I/O的串 /并行工作方式的。 （ 2） 超聲波發(fā)射端口波形圖如下 （為40khz左右的脈沖信號(hào)） ： 圖 波形仿真圖 6 調(diào)試 附錄表 1 ： 實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源于系統(tǒng)誤差，包括對(duì)真值 確定時(shí) 的系統(tǒng)誤差、人為操作不規(guī)范而引起的誤差以及環(huán)境干擾而引起的不可避免的誤差等 。 圖 報(bào)警電路 (5) 傳感器電路 HCSR04超聲波測(cè)距模塊實(shí)物圖： 圖 模塊工作原理： (1)采用 IO觸發(fā)測(cè)距，提供至少 10us的高電平信號(hào) 。 最小系統(tǒng)及示意圖： 單片機(jī)最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。當(dāng)需要測(cè)量的距離 H 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L時(shí) ,則 (3— 4)變?yōu)?: 3 vtH 21? (25) 所以 ,只要需要測(cè)量出超聲波傳播的時(shí)間 t,就可以得出測(cè)量的距離 H. 3 硬件 設(shè)計(jì) 單片機(jī)的簡(jiǎn)介 ATMEL的 AT89C52是一種高效微控制器 ,該單片機(jī)主要特點(diǎn)如下： (1) AT89C52系列單片機(jī)以 8051為內(nèi)核，與 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容 。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離 。 超聲波測(cè)距原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，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立即停止計(jì)時(shí)。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。 2 硬件電路的設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)軟件的編寫 1) 基于 Keil軟件的 程序 編寫和編譯檢查； 2) 基于 Proteus的軟件仿真。它主要應(yīng)用于 倒車?yán)走_(dá)、測(cè)距儀、物位測(cè)量?jī)x、移動(dòng)機(jī)器人的研制、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等，例如：距離、液位、井深、管道長(zhǎng)度、流速等場(chǎng)合。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。 LCD display。LCD 顯示 。 1 超聲波智能測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 黃坤 許帥 馬仕磊 （青海民族大學(xué)物理與電子信息工程學(xué)院，西寧， 810007） 【摘要】 ：基于傳統(tǒng)的方式在測(cè)距方面的缺陷以及不完善，本論文主要對(duì) 高精度超聲波測(cè)距儀 的原理，單片機(jī)的應(yīng)用等進(jìn)行了分析；對(duì)超聲波的發(fā)生電路和接收電路， LCD 顯示電路，報(bào)警電路，硬件制作和軟件設(shè)計(jì)；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析。報(bào)警誤差分析 Design and implementation of intelligent ultrasonic ranging system Huang Kun Xu Shuai Ma Shilei (College of physics and electronic information engineering, Qinghai Nationality University ， Xining, 810007) Abstract: the traditional way based on the defects in the distance and not perfect, the main principle of the ultrasonic ranging system, the application of SCM are analyzed。 alarm 。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便，且計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，在測(cè)量精度方面也能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用國(guó)內(nèi)這一類的測(cè)距技術(shù)還對(duì)較為完善，但是這類系統(tǒng)外圍電路相對(duì)復(fù)雜，顯示部分不夠形象，而且精度不高，大部分停留在厘米級(jí)別。 4 樣機(jī) 制作與實(shí)驗(yàn) 5 測(cè)量數(shù)據(jù) 6 誤差分析 2 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 基本工作原理： 通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 在 40KHZ的方波經(jīng)調(diào)解電路驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)生，遇到障礙物經(jīng)反射由 接收探頭接收；經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)電路計(jì)算時(shí)間，從而導(dǎo)出障礙物距離探頭的距離由接在 P0端口的 LCD12864顯示； 距離閾值分為01m； ； 警。 超聲波的兩個(gè)主要參數(shù)： （ 1)頻率 ： F≥ 20KHz（在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)樾Ч嗨?，通常?F≥ 15K的聲波也稱為超聲波）； （ 2)功率密度 ： p=發(fā)射功率 (W)/發(fā)射面積 (cm2)。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 (s)，即： s=340t/2 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V與溫度有關(guān)。 這就是超聲波測(cè)距儀的基本原理。 (2) AT89C52系列單片機(jī)內(nèi)、內(nèi) 部含有Flash 存儲(chǔ)器，在系統(tǒng)開發(fā)可以反復(fù)擦寫。 如圖所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) (1)時(shí)鐘電路 當(dāng)使用單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘電路時(shí)，單片機(jī)的 XATL1和 XATL2（ 18/19腳）用來接石英晶體和 微調(diào)電容，如圖所示，晶體一般可以選擇 3M24M，電容選擇 30pF 左右。 (2)模塊自動(dòng)發(fā)送 8個(gè) 40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回； (
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