基于超聲波傳感器的障礙物檢測(cè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-wenkub.com
2024-08-21 20:04 本頁(yè)面
【正文】 學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世?！敝挥羞@樣，我才能夠 更快的提高自己，減少與別人的差距。 七、 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我了解了 基于超聲波傳感器的障礙物檢測(cè)電路仿真電路的基本構(gòu)成，基本了解了 超聲波 發(fā)射電路、超聲波回波接收電路以及各模塊 和各傳感器 的作用。 圖 20 輸出信號(hào)效果圖 由輸入正弦波信號(hào)源信號(hào)與上圖信號(hào)比較我們可以看出，當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端輸入低電平信號(hào)時(shí)，超聲波回波接收電路輸出端能輸出高電平信號(hào)。證明發(fā)射部分仿真效果達(dá)到預(yù)期。通過(guò)進(jìn)一步的探索我們可以了解到不僅僅是 RV1 滑動(dòng)變阻器對(duì)輸出波形有影響，負(fù)載電阻 R1 以及震蕩電阻R2 均會(huì)對(duì)輸出波形產(chǎn)生一定的影響。 通過(guò) Multisim軟件仿真出來(lái)的數(shù)據(jù)結(jié)果，整體是比較滿意的，可以看出 555定時(shí)器的仿真 效果有達(dá)到我們預(yù)期。 圖 10 二值化電路設(shè)計(jì) 3） 超聲波回波接收電路兩種電路比較 為了能夠更好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，我們借鑒資料設(shè)計(jì)了基于帶通濾波器的超聲波回波接 收電路。 圖 8 超聲波回波接收電路 1）濾波電路部分設(shè)計(jì) 在超聲波回波接收電路中，本次仿真我們應(yīng)用了一個(gè)一階有源低通濾波器和兩個(gè) 無(wú)限增益多路反饋二階 低 通 濾波器進(jìn)行信號(hào)的濾波，將第一級(jí) 低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率取為 41khz 而 第二級(jí)為 39khz，通過(guò)兩級(jí)濾波 最終獲得 f=40KHZ（左右）的正弦波信號(hào)。發(fā)射端電路圖如圖 6 所示。 當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端輸出 VPP=60mV~2V， f=40KHZ 的正弦波信號(hào)時(shí)，我們利用兩級(jí)低通濾波器進(jìn)行濾波，得到所需要的波段。其次，由于設(shè)計(jì)需要，我們需要將該信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻品讲ㄐ盘?hào)。無(wú)限增益多路反饋二階 低 通 濾波器參數(shù)如公式（ 1）。這樣，多諧振蕩器就實(shí)現(xiàn)了將輸入電壓大小轉(zhuǎn)換成輸出頻率高低的電壓 — 頻率轉(zhuǎn)換器的功能。這樣，只有當(dāng)前一個(gè)振蕩器輸出高電平時(shí)，才驅(qū)動(dòng)后一個(gè)振蕩器振蕩 ,揚(yáng)聲器發(fā)聲；而前一個(gè)振蕩器輸出低電平時(shí)，導(dǎo)致后面振蕩器復(fù)位并停止震蕩 ,此時(shí)揚(yáng)聲器無(wú)音頻輸出。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓 VCC /3 和 2VCC /3。正向脈沖寬度T1 與振蕩周期 T 之比稱矩形波的 占空比Ｄ ，由上述條件可得 D=（ R1+R2） /（ R1+2R2），若使 R2R1，則 D≈1/2，即輸出信號(hào)的正負(fù)向脈沖寬度相等的 矩形波（ 方波 ） 。同時(shí)，集電極輸出端（ 7 腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源 Vcc 對(duì)電容 C 充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) I，此后，電路周而復(fù)始地產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。 555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 ~16V 工作， 7555可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、 CMOS 或者模擬電路電平兼容。 VD1 和 VD2 二極管也截止，所以回波電信號(hào)經(jīng) R1 和 C1，通過(guò) CD4052 的 Y 路送到超聲波電信號(hào)放大與整形電路。 CD4052 是雙路四選一模擬開(kāi)關(guān)，單片機(jī)的 P3． 4 和 P3． 5 端口輸出選通信號(hào)，單片機(jī)的 P3． 3端口輸出一串 40 kHz 的脈沖電壓，通過(guò) CD4052 的 X 路加到選通的開(kāi)關(guān)三極管Q1 基極，經(jīng)脈沖變壓器 T1 升壓至 100 VPP 左右，驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器 EFR40RS發(fā)射超聲波。超聲波發(fā)射與回波接收電路如圖 3 所示 (畫(huà)出一路，其他三路與該路一樣 )。在本次應(yīng)用 Multisim10 軟件仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們用 555 定時(shí)器產(chǎn)生了 0~5V 的方波激勵(lì) 信號(hào)，并通過(guò)升壓激勵(lì)電路最終能輸出 VPP=100V~150V， f=40KHZ 的一個(gè)激勵(lì)信號(hào)。當(dāng)在超聲波回波接收電路輸入端輸入低電平信號(hào)時(shí)，超聲波回波接 收電路輸出端能輸出高電平信號(hào)。超聲波發(fā)射電
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