【正文】 ， 然 后 對 系 統(tǒng)性 能 誤 差 進(jìn) 行 討 論 。 最 后 介 紹 了 系 統(tǒng) 顯 示 報 警 模 塊 電 路 的 設(shè) 計 。 首 先 介 紹 防 觸 電 測 距 報 警 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計要 求 ， 詳 細(xì) 介 紹 測 距 系 統(tǒng) 傳 感 器 的 選 擇 、 顯 示 報 警 系 統(tǒng) 的 方 案 設(shè) 計 ， 然 后提 出 本 系 統(tǒng) 總 的 方 案 設(shè) 計 。本 文 設(shè) 計 的 防 觸 電 測 距 系 統(tǒng) 要 能 夠 連 續(xù) 測 距 ， 經(jīng) 過 單 片 機(jī) 綜 合 處 理 后 ，采 用 間 歇 不 同 的 鳴 叫 聲 進(jìn) 行 語 音 報 警 和 顯 示 距 離 。此次設(shè)計采用反射波方式。在精密的測量中需要達(dá)到毫米級的測量精度，但是目前國內(nèi)的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。 論文研究內(nèi)容超聲波是由機(jī)械振動產(chǎn)生，可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播。本系統(tǒng)為非接觸式測距報警設(shè)備，為鐵路電纜下方作業(yè)的車輛、工作人員配備，有效地避免安全事故的發(fā)生。在應(yīng)用方面，8 超和 A 超醫(yī)療探頭開始投入生產(chǎn)和醫(yī)療應(yīng)用。在我國，超聲學(xué)的研究開始于二十世紀(jì)五十年代，1959 年至 1964 年間我國建立了分子聲學(xué)實驗室，對馳豫吸收、懸浮體的聲吸收等問題進(jìn)行了深入的研究，設(shè)計生產(chǎn)了固體中超聲衰減的測量設(shè)備，對粘彈性和可壓縮流體的聲速和衰減的研究取得了令人興奮的成果。因此，當(dāng)壓電效應(yīng)和磁致現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后并沒有應(yīng)用于制造有效的超聲設(shè)備。它也有自己的特性，如它的頻率可以非常高，達(dá)到兆赫級，因此，它在介質(zhì)中傳播時能量可以集中在很小的范圍內(nèi)，具有良好的成束性，也就是方向性好。(4) 聲波傳感器體積小，設(shè)備簡單，易于做到實時控制，硬件容易實現(xiàn)，信息處理簡單，易于小型化和集成化。目前在近距離測量方面常用的是壓電式超聲波換能器。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動化的使用要求。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(dá)到工業(yè)實用的要求, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將的應(yīng)用將越來越廣。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。目前對超聲波高精度測距系統(tǒng)的需求越來越大。, measured within a 3m range of cable lines to the measured value by the digital storage and LCD. Accuracy of up to 5mm, and according to the different distances of the cable to send a different sound and light alarm, and temperature pensation to improve the measurement accuracy. It has low cost, noncontact, fast, easy to operate, etc., has broad application prospects.Keywords: ultrasonic sensors。3m 范圍內(nèi)測量多根電纜線，測量值由數(shù)字存儲并進(jìn)行液晶顯示。本系統(tǒng)通過每次發(fā)射 10 個寬度為時間 T 的脈沖，同時開啟定時器并延時一段時間，超聲波傳感器接收到回波信號經(jīng)前置放大電路、帶通濾波電路、后級放大電路和電壓比較電路后，向單片機(jī)發(fā)出外部中斷信號，單片機(jī)保存定時器的值,計數(shù)器重新開始計數(shù)。本文在研究分析超聲波原理的基礎(chǔ)上，利用單片機(jī) STC12C5410AD 作為核心控制器，設(shè)計了一種防觸電超聲波測量距離報警系統(tǒng)。本設(shè)計的防觸電測距報警系統(tǒng)能夠在 90176。關(guān)鍵詞：超聲波傳感器；測距；STC12C5410AD；高精度AbstractThe ultrasonic distance measurement is an effective noncontact ranging. On the basis of the principle of research and analysis of ultrasonic the microcontroller STC12C5410AD as the core controller, the design of an electric shock ultrasonic measurement from the alarm system. The system each time you launch the width of 10 for the pulse of the time T, turn on the timer and delay period of time, the ultrasonic sensor receives the echo signal by the preamplifier, bandpass filter circuit, after the class amplifier and voltage parator circuit, the external interrupt signal is sent to the MCU, the MCU to save the timer value, the counter starts counting again. Transit time method to calculate the distance of each cable, LCD used to display the measured distance, if the distance is less than 2m, the alarm circuit to sound and light alarm. In addition, because the ultrasound at different temperatures under different propagation velocity, in order to improve the accuracy of the use of DS18B20 measure realtime temperature to calculate the ultrasonic velocity values at different temperatures, the temperature pensation.The design against electric shock ranging alarm system in a 90 176。 precision目 錄引 言 ..........................................................I第一章 緒 論 ...................................................1 課題背景及意義 ............................................1 論文研究內(nèi)容 ...............................................2 研究方法和性能指標(biāo) .........................................4第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 .........................................5 方案設(shè)計與論證 .............................................5 系統(tǒng)總體設(shè)計 ...............................................6第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .............................................8 實現(xiàn)原理 ...................................................8 硬件設(shè)計方案 ..............................................10 各主要模塊的硬件設(shè)計 ......................................11第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................23 系統(tǒng)軟件概述 ..............................................23 部分程序代碼顯示 ..........................................24第五章 硬件焊接及系統(tǒng)調(diào)試 ......................................28 PCB 設(shè)計硬件焊接 ..........................................28 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................29第六章 總 結(jié) ..................................................32致 謝 ..........................................................I參考文獻(xiàn) ........................................................I附 錄 I ........................................................I附 錄 II .......................................................I引 言超聲波測距技術(shù)在社會生活中已有廣泛的應(yīng)用如汽車倒車?yán)走_(dá)等，它們測距精度一般較低。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接收，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。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。(3) 外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗，灰塵，煙霧，電磁干擾強(qiáng)，有毒等惡劣環(huán)境中。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減。在 Galton 之后的三十年中，超聲波仍然是一個鮮為人知的東西，由于當(dāng)時電子技術(shù)發(fā)展緩慢，對超聲波的研究造成了一定程度的影響。他提出的這種方法可以用來檢測水中是否存在潛艇并可以進(jìn)行水下的通信聯(lián)絡(luò)。在 80 年代以后，我國的超聲研究進(jìn)入了一個全新的階斷，取得了一系列標(biāo)志性成果，壓電復(fù)合材料研制成功，窄脈沖短余振探頭問世，PVDF 高分子壓電薄膜材料趕上并超過國際水平，高分子壓電 PVDF 型換能器和超聲顯微鏡的研究獲得了實用，高頻壓電材料LiNb03 研制成功。利用超聲波作為定位技術(shù)是蝙蝠等一些無目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是由生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波(20kHz以上的機(jī)械波)，借助空氣媒質(zhì)傳播，由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時間間隔長短與被反射的超聲波的強(qiáng)弱判斷獵物性質(zhì)或障礙位置的方法。目前市場尚且缺乏電纜報警裝置，且用于電纜測距的產(chǎn)品一般在 5000元以上，該產(chǎn)品成本僅在 300 元左右，相比之下物美價廉、實用、輕便、準(zhǔn)確、安全可靠，具有很大的市場潛力。 　　由于超聲波易于定向發(fā)射、方向性好、強(qiáng)度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優(yōu)點(diǎn)，是作為高度測量的理想手段。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。由于超聲波在空氣中傳播時會有相當(dāng)?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比；而頻率高分辨率也高，故短距離測量時應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長距離的測量時應(yīng)用低頻率的傳感器。第 二 章 為 系 統(tǒng) 總 體 方 案 設(shè) 計 。 首 先 分 析 超 聲 波 傳 感 器 的 工 作 原 理 ， 然 后 具體 討 論 測 距 模 塊 中 的 超 聲 波 發(fā) 射 電 路 和 超 聲 波 接 收 電 路 以 及 測 距 模 式 電 路的 硬 件 設(shè) 計 。第 五 章 為 硬 件 組 裝 及 性 能 分 析 。本系統(tǒng)利用 STC12C5410AD 單片機(jī)為控制核心，能夠全自動非接觸高精度測量，能實時監(jiān)測距離并自動報警，省去了人工目測的不確定性與高危險性，能夠有效地避免因電纜過近而給檢修人員帶來不必要的傷害。第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 方案設(shè)計與論證本設(shè)計實現(xiàn)防觸電測距報警，為了實現(xiàn)這功能，需要多方面的內(nèi)容相結(jié)合，主要需要解決的有核心控制芯片、距離測量、距離顯示等等。 其 原 理 是 傳 感 器 的 紅 外 發(fā) 光 管 發(fā) 出 紅 外 光 ， 光 敏 接收 管 接 收 前 方 物 體 反 射 光 ， 接 收 管 接 收 的 光 強(qiáng) 隨 反 射 物 體 的 距 離 變 化 ， 據(jù)此 判 斷 前 方 是 否 有 障 礙 物 并 根 據(jù) 接 收 信 號 強(qiáng) 弱 判 斷 物 體 的 距 離 。 脈沖 式 激 光 測 距 原 理 與 雷 達(dá) 測 距 相 似 ， 測 距 儀 向 目