【正文】 距控制程序 。1cm ， 參照性能優(yōu)越的 6500 模塊 ， 其核心是兩片超聲波測(cè)距專用 IC 芯片 TL852 和 TL851,并 利用單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)控制； (2) 超聲波發(fā)射頭 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 是根據(jù)該傳感器工作要求，按照電路設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)出超聲波傳感器驅(qū)動(dòng)電路 及余波抑制電路 ，并分析其工作原理； (3) 超聲波接收電路設(shè)計(jì) 是在 綜合分析 測(cè)距精度 及范圍 要求 下 ，對(duì)比 目前所用各測(cè)距專用芯片 性能、價(jià)格， 最終采用具備自動(dòng)增益控制（ AGC）和選頻放大器的 TL852 芯片，并用單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn) TL851 邏輯控制芯片的功能 ； (4) 傳感器模塊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是 利用 STC12C5410 單片機(jī)擴(kuò)展外部接口，對(duì) 超聲波傳感器 進(jìn)行觸發(fā)和信號(hào)接收，并擴(kuò)展通訊接口，實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的 信息共享； (5) 旨在提高測(cè)距范圍及精度的溫度補(bǔ)償電路和減小直射波影響，選擇采用 DS18B20 集成溫度傳感器，并軟件實(shí)現(xiàn)避開直射波的干擾。 目前許多提高超聲波測(cè)距精度的研究集中在考慮傳播過程中幅度起伏造成的誤差 ,采用增益控制、可變閾值、零交叉點(diǎn)等抗起伏措施保證觸發(fā)時(shí)刻的穩(wěn)定 , 實(shí)現(xiàn)超聲信號(hào)飛行時(shí)間 ( TOF , time offlight) 檢測(cè)精度的提高 ， 上述方法取 得精度提高的前提是接收信號(hào)的歸一化波形保持不變 。從發(fā)射波束特性知，由于波束角的原因，使超聲測(cè)距的角度分辨率較低，但距離分辨率較高 (lcm 左右 )，目前最大探測(cè)距離為 15米，最小盲區(qū) 米。當(dāng)然，它同樣具有靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，常用作接近覺傳感器，探測(cè)臨近或突發(fā)運(yùn)動(dòng)障礙。優(yōu)點(diǎn)是因目標(biāo)的顏色、材質(zhì)等不同而引起的反射率變化小，對(duì)物體的透過率高，受灰塵、霧和雨的影響小，在各種目標(biāo)和氣候條件下都能比較穩(wěn)定的進(jìn)行探測(cè)。 在有源測(cè)距技術(shù)中，常用的主動(dòng)傳感器主要有超聲波、紅外測(cè)距傳感器、微波雷達(dá)和激光雷達(dá)三種。 在許多實(shí)際應(yīng)用中 ，無(wú)源測(cè)距方法大都無(wú)法同時(shí)滿足可靠性或?qū)崟r(shí)性的要求。 各種 距離測(cè)量 研究現(xiàn)狀 經(jīng)典的距離測(cè)量 方法使用無(wú)源測(cè)距技術(shù)，我們稱之為被動(dòng)方法，例如立淮南師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 體視覺和結(jié)構(gòu)光方法 [2]： (1)立體視覺 在機(jī)器人獲取信息的各種感知器中 無(wú)疑是 最重要的。 在日常車道保障與維護(hù)過程中，由于 低速行駛的車輛之間非常接近，駕駛員的視野頗受限制，碰撞事故時(shí)有發(fā)生，在夜晚時(shí)則更顯突出。 利用反射這一性質(zhì) , 超聲波 在金屬 、 非金屬中用來探測(cè)缺陷的位置和性質(zhì) , 從而對(duì)鋼板、鍛件、焊縫、混凝土、人造石磨等進(jìn)行探傷檢驗(yàn) 。 關(guān)鍵詞 ATMega 16； SensComp6500；自動(dòng)增益（ AGC）；溫度補(bǔ)償；超聲波 The Hardware Circuit Design Of The Ultrasonic Distance Measurement System Based On ATMega 16 Student:Li Qianjun Supervising teacher ： Xu Xiaojun Huainan Normal College, Department of Physics and Electronic Information Abstract :The principle and the framework of an ultrasonic distance measure system with a transmitting receipting sensor are described , the circuits structure of exciting ultrasonic switch to receiver , sampling environmental temperature , and automatic gain control(AGC) along with time transformation are detailed , the work mechanism and implementary mode of thus the circuits structure of excitingultrasonic switch to receiver are expatiated .Using the time gain pensation technique to pensate for ultrasonic wave’s weaking when t ransmitting in the air ,and reduce the fluctuation of echo signal， the measuring errors owing to feeble echo wave are decreased by automatic gain control (AGC) on this idea , the software of ultrasonic distance measure system have been designed. This system is tested faithfully in our laboratory , then the measure results are enumerated and the measuring errors are analyzed. The 淮南師范學(xué)院本科畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 measuring precision of ultrasonic distance measuresystem is indicated higher by this experiment. The results of experiment show that auto2gain circuit hasmanymerits. In addition, the shortage that ultrasonic intensity has a distinct change goingwith p lace move is imp roved, aswellas blind field of the measurement is cut down. 第 1 章 緒論 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 超聲波測(cè)距源于人類對(duì)蝙蝠等一些沒有目視能力的生物進(jìn)行的仿生研究，利用超聲波作為定位技術(shù)是這類生物作為防御及捕捉獵物生存的手段。 設(shè)計(jì)的自動(dòng)增益控制 (AGC) 電路 , 補(bǔ)償超聲波在空氣中的衰減 ,減少回波信號(hào)的起伏 ， 有效地解決了回波信號(hào)過于微弱而導(dǎo)致系統(tǒng)測(cè)量誤差加大的難題。目 錄 摘要 .......................................................................I Abstract .................................................................II 第 1 章 緒論 ..................................................................1 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 ..................................................1 機(jī)器人避障系統(tǒng)距離檢測(cè)研究現(xiàn)狀 ........................................1 課題研究的主要內(nèi)容 ....................................................3 課題研究的技術(shù)路線 ....................................................4 第 2 章 超聲波測(cè)距原理與總體方案制定 ..........................................5 ..................................................6 ..........................................................7 ..........................................................8 Polaroid 6500系列超聲波模塊的 原理分析 ................................6 總體方案設(shè)計(jì) ..........................................................9 第 3 章 超聲波測(cè)距系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...........................................10 傳感器與單片機(jī)的選型依據(jù) ...........................................10 傳感器與單片機(jī)的選型依據(jù) ...........................................10 超聲波測(cè)距模塊硬件設(shè)計(jì) ...............................................11 ...........................................11 超聲波回波接收電路設(shè)計(jì) ...........................................12 STC單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) ...............................................12 溫度補(bǔ)償 DS18B20接口設(shè)計(jì) ............................................13 第 4 章 上位機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ..............................................14 AVR單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) ...............................................15 按鍵及 LED顯示控制電路 ..........................................15 LCD顯示 SPI接口電路 ............................................16 語(yǔ)音模塊 WT588D電路 .............................................16 串行通信接口電路 ................................................17 .........................................................17 本章小節(jié) .............................................................18 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................18 單片機(jī)的編程語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)方案 .......................................18 程序功能規(guī)劃及設(shè)計(jì) ...................................................19 超聲波測(cè)距控制程序設(shè)計(jì) ...........................................19 傳感器檢測(cè)總控制程序 .............................................20 本章小結(jié) .............................................................21 第 6 章 硬件 調(diào)試 及 分析 ......................................................22 超聲波發(fā)射電路 的調(diào)試 .................................................23 超聲波接收電路 的調(diào)試 .................................................24 第 7 章 測(cè)量 誤差與干擾分析 ..................................................25 測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果及分析 ...................................................25 溫度的影響 ...........................................................25 直達(dá)波的影響 .........................................................26 傳播距離 ............................................................26 測(cè)量的隨機(jī)性 .........................................................27 結(jié)論 ................................................................