【正文】 ine a learning function and, ultimately, to be the new century, new look of the sensor will play a bigger role. Key words: Ultrasonic Wave Distance Measuring AT89S52 E2PROM 河南工程學院畢業(yè)設計 3 目 錄 前 言 ............................................................................................................................................. 1 第一章 超聲波測距概述 ...................................................................................................... 2 第二節(jié) 超聲波檢測的發(fā)展 .................................................................................................. 2 第二節(jié) 超聲波測距特性 ...................................................................................................... 2 一、超聲波用于距離測量的優(yōu)勢 ................................................................................... 2 二、超聲波檢測技術 ....................................................................................................... 3 第二章 超聲波測距原理 ...................................................................................................... 4 第一節(jié) 超聲波發(fā)生器 ............................................................................................................ 4 第二節(jié) 壓電式超聲波發(fā)生器原理 ........................................................................................ 5 第三節(jié) 超聲波測距原理 ........................................................................................................ 5 第三章 系統(tǒng)結構及硬件設計 ............................................................................................... 6 第一節(jié) 系統(tǒng)結構 .................................................................................................................... 6 第二節(jié) 系統(tǒng)設計 .................................................................................................................... 7 一、單片機電路及主程序 ............................................................................................... 7 二、測距電路及程序 ..................................................................................................... 10 三、顯示電路及程序 ..................................................................................................... 13 四、數(shù)據(jù)存儲電路及程序 ............................................................................................. 17 第四章 系統(tǒng)試驗結果與誤差分析 ................................................................................... 22 第一節(jié) 系統(tǒng)試驗結果 .......................................................................................................... 22 第二節(jié) 誤差分析 .................................................................................................................. 22 第五章 結論 ........................................................................................................................... 24 參考文獻 .................................................................................................................................... 25 附錄 .............................................................................................................................................. 26 致謝 .............................................................................................................................................. 39 河南工程學院畢業(yè)設計 1 前 言 超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用于距離的測量，如測距儀和物 位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。在新的世紀里，面貌一新的傳感器將發(fā)揮更大的作用。但就目前技術水平來說，人們可以具體利用的傳感技術還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術及產業(yè)領域。展望未來，超聲波傳感器作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線 列陣聲納，實現(xiàn)超遠程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。 關鍵詞： 超聲波 測距 AT89S52 E2PROM 河南工程學院畢業(yè)設計 2 Abstract With the rapid development of science and technology, ultrasonic sensor will be used more and more , the present level of technology, people can use the specific sensor technology is also very limited, it is a booming and there are unlimited prospects for technical and industrial ahead, the ultrasonic sensor is very important as a new useful tool in all aspects will have a huge space for development, it will be more towards the direction of high positioning accuracy to meet the growing needs of the munity, such as the Audioaccept the basic trends are: development of a higher positioning accuracy of passive ranging sonar, underwater weapons, in order to meet the needs of all covert attacks。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 測距儀器 的研制上也得到了廣泛的應用。對于測距系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進行了討論。該系統(tǒng)對室內有限范圍的距離測量具有較高的精度和可 靠性，最后文中分析了誤差產生的原因及如何對系統(tǒng)進行完善 。超聲波測距相對其他測距技術而言成本低廉 ,測量精度較高 ,不受環(huán)境的限制 ,應用方便，將它與紅外、灰度傳感器等結合共同實現(xiàn)機器人尋線和繞障功能。本課題的研究是 非常有實用和有商業(yè)價值的。超聲波測距系統(tǒng)，就是為機器人了解其前方、左側和右側的環(huán)境而提供一個運動距離信息。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。超聲波與一般聲波比較，它的振動頻率高，而且波長短，因而具有束射特性，方向性強，可以定向傳播，其能量遠遠大于振幅相同的一般聲波，并且具有很高的穿透能力。超聲技術是通過超聲波產生、傳播及接收的物理過程而完成的。與傳統(tǒng)超聲技術完全不同，新的 超聲技術具有以下特點：在不破壞媒質特性的情況下實現(xiàn)非接觸性測量，環(huán)境適應能力強，可實現(xiàn)在線測量。線性電 源也有它特有的應用范圍，它的優(yōu)點是可以不嚴格要求電路匹配，允許工作頻率連續(xù)快速變化。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型 等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。超聲波發(fā)生器內部結構如 圖 21 所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。本設計采用往返時間檢測法測距。 表 21 不同 溫度下的聲速 溫 度℃ 30 20 10 0 10 20 30 聲速 m/s 313 319 322 331 337 344 350 河南工程學院畢業(yè)設計 6 第三章 系統(tǒng)結構及硬件設計