超聲波測距儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-27 10:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、顯示?！ “l(fā)射：由NE555發(fā)射頻率為40KHz的方波，經(jīng)過CD4049互補(bǔ)電路推升功率，最后由換能器轉(zhuǎn)換為超聲波發(fā)送出去。 接收：由接收換能器轉(zhuǎn)換而來的電信號，經(jīng)放大、濾波、比較后給MCU處理?！ √幚恚?1單片機(jī)最小系統(tǒng)板。經(jīng)接收模塊處理后的信號由本模塊作出判別并計(jì)算出距離。顯示：以STC89C52為控制核心，進(jìn)行距離的液晶顯示因此。STC89C52系統(tǒng)主控模塊發(fā)射電路接收電路發(fā)射器接收器被測物顯示 超聲波測距系統(tǒng)總體方框圖 發(fā)射模塊。I/OOUTR210KR3C2C1VCC1KR1NE555U1GNDVCCRESET187DISCHG6THOLD5CVOLT43OUT2TRIG用于驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的40KHz的方波由一片NE555搭成的多諧振蕩器生成，受控于控制器的控制信號；40KHz的方波經(jīng)CD4049調(diào)理后，成為振幅18V的方波，提高發(fā)射功率。注：電路中，CD4049接的是9V的電源。 發(fā)射電路圖 接收模塊 放大電路。Ui100uFC3Uo1KR?220uFC21KR3220uFC1VCC1KR1104R2NPNQ1 放大測得放大倍數(shù) （31） 比較電路。在實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)輸入信號盡管經(jīng)過電容濾波，但仍存在直流偏置，使信號直流信號抬升調(diào)節(jié)可以使比較門限改變，以解決輸入信號里夾帶直流偏置的問題。outputinput10KR3R2R1VCCLM3935V+6V 7OUTPUT B8Vcc4GND3V+2V1OUTPUT A 比較電路 主控模塊 該模塊的核心為STC89C52 本模塊要設(shè)計(jì)和制作的為一51最小實(shí)驗(yàn)板，包括最基本的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)介紹 軟件部分 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的最根本思想的是基于超聲波反射原理。 首先，由單片機(jī)控制NE555產(chǎn)生40KHz的CW（Continuous waves）脈沖信號。 然后通過外部中斷采集電平觸發(fā)信號，并利用定時(shí)器計(jì)算出時(shí)間，根據(jù)22式計(jì)算距離，之后將數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上?！≤浖驁D和流程圖 主機(jī)發(fā)生40KHz脈沖電平觸發(fā)信號采樣同步顯示 軟件框圖 程序流程圖 ：初始化子程序啟動(dòng)NE555發(fā)射脈沖啟動(dòng)定時(shí)器、延時(shí)1ms開啟外部中斷是否發(fā)生外部中斷？等待顯示距離YN是否超時(shí)？Y關(guān)閉計(jì)時(shí)器關(guān)閉超聲波 程序流程圖第5章 系統(tǒng)調(diào)試 測試儀器測試使用的儀器設(shè)備如表二所示。表二 測試使用儀器設(shè)備表序號名稱、型號、規(guī)格數(shù)量1示波器 DS5022M12SG1040信號發(fā)生器13萬用表 14三角架15卷尺1 測試方法與結(jié)果 在本系統(tǒng)的測試過程中，由于發(fā)射超聲波、接收并處理回波存在著時(shí)間的延遲以及其他不穩(wěn)定的因素，所以測得的數(shù)據(jù)與真實(shí)之間存在一定的誤差，為了減少測量誤差，超聲波探頭在使用之前需要標(biāo)定。 我們進(jìn)行測試方法為：在實(shí)驗(yàn)室取出非常平的實(shí)驗(yàn)桌，桌的高度大約一米，通過平整光滑的墻壁來進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，分別對各個(gè)距離段來測試，通過3米的直板尺來一一對各個(gè)距離段進(jìn)行標(biāo)出之后來測量，從而來驗(yàn)證本系統(tǒng)的精度，這樣通過測得的值與實(shí)際的值進(jìn)行補(bǔ)償。 我們標(biāo)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表三所示： 表三 第一
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