【正文】 30總分評(píng)語：指導(dǎo)教師： 年 月 日。453 創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有一定應(yīng)用價(jià)值。傳感器課程設(shè)計(jì)15 參考文獻(xiàn)[1] 劉國(guó)鈞，陳紹業(yè)，[M].北京：高等教育出版社，18.[2] 劉潤(rùn)華,劉立山 .模擬電子技術(shù)[J].(6):2123 .[3] 胡平．超聲波測(cè)距儀的研制[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化．2022，10．[4] 時(shí)德剛，劉嘩 .超聲波測(cè)距的研制[J]．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制．2022，10．[5]華兵．MCS51 單片機(jī)原理應(yīng)用[M]．武漢：武漢華中科技大學(xué)出版社．2022，5．[6]李華．MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]．北京：北京航天大學(xué)出版社．1993．[7]郁有文．傳感器原理及工程應(yīng)用[M]．西安:西安電子科技大學(xué)出版社．2022．東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表課程名稱 傳感器原理及應(yīng)用題目名稱 超聲波測(cè)液位電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 講師教授序號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿分 評(píng)分1工作量、工作態(tài)度和出勤率按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同，可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容 C16 的大小，以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力。一般只要電路焊接無誤，稍加調(diào)試應(yīng)該會(huì)正常工作。在元件及調(diào)制方面，由于采用的電路使用了很多集成電路。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。單片機(jī)用 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號(hào)，利用外中斷 0 口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。單片機(jī)采用 AT89C51 或其兼容系列。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。系統(tǒng)需要的元器件清單表 1 元器件清單序號(hào) 編號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量1 R10 電阻 100Ω 12 R14 電阻 1kΩ 203 R2/R3/R4/R7/R8/R12/R13電阻 10kΩ 84 R1 電阻 33kΩ 15 R5 電阻 16 R6 電阻 17 R9 電阻 18 R11 電阻 50kΩ 110 R15/R18 電阻 300kΩ 211 R16 電阻 112 R17 可變電阻 100kΩ 113 DS1/DS2/DS3/DS4 LED 415 C3/C8/C9/C10/C11/C13/C14/C16/C17電容 1016 C4/C5 電容 20pF 217 C6 電容 330Pf 218 C7 電解電容 47uF 519 C1 電解電容 1uF 521 C18/C20 電容 1000uF 222 C19/C21 電容 223 C2 電解電容 224 T/R 超聲波 TCT40 225 D1 二極管 1N4001 626 U3 變壓器 127 U4 反相器 CD4069 1傳感器課程設(shè)計(jì)1428 U5 蜂鳴器 131 Q1 三極管 S8050 634 X1 晶振 12MHz 1六、總結(jié)由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒有成功做出實(shí)物。176。C 至+85176。C 至+125℃ 。獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為 至 無需備用電源測(cè)量。但是考慮到成本問題我選用TS18B20數(shù)字溫度傳感器。AD590 共有 I、J 、K 、L、M五檔，其中 M 檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為 177。輸出電阻為 710WM。電源電壓可在 4V6V 范圍變化，電流變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。AD590 的測(cè)溫范圍為55℃～+150℃。AD590 是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。此部分電路在集成芯片上二 、溫度傳感器的選擇大家知道，聲音在不同溫度的空氣中傳播速度是不同的，所以這里要考慮到溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}。實(shí)驗(yàn)證明用 CX20226A 接收超聲波(無信號(hào)時(shí)輸出高電平)，具有很好的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。因此超聲波接受傳感器應(yīng)該應(yīng)用集成電路 CX20226A，CX20226A 是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。主要取決于制造晶片本身。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。工作溫度。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。一 、超聲波接收傳感器及處理芯片 CX20226A傳感器課程設(shè)計(jì)12超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用材料是壓電式陶瓷。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。器件選擇超聲波發(fā)生器選擇超聲波發(fā)生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。8 腳 VCC：電源正極， ～5V。6 腳 C3：該腳與 GND 之間接入一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。5 腳 f0：該腳與電源端 VCC 接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。3 腳 C2：該腳與 GND 之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 。增大電阻 R或減小 C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 圖 8 超聲波接收電路CX20226A 的引腳注釋：1 腳 IN：超聲波信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kΩ。適當(dāng)更改電容的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測(cè)距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。工作時(shí)，單片機(jī)通過 口向超聲波發(fā)生電路發(fā)出控制信號(hào)從 555 振蕩電路的 3 腳輸入到 CD4069 驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波，超聲波發(fā)生電路產(chǎn)生 40KHz 的調(diào)制脈沖，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)向前方空間發(fā)射。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志 [6]。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。測(cè)溫電路圖6所示。(3)溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，測(cè)溫范圍為55～125℃，最大分辨率可達(dá) ℃。數(shù)碼管的選擇上，為了使數(shù)碼管亮度大，本人選擇了共陰極的數(shù)碼管，數(shù)碼管管腳接到高電平發(fā)亮。這樣單片機(jī)只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí),再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法較為簡(jiǎn)單與便利。(2) 顯示電路設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，LED 數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。LM7805 和 LM7812 為輸出晶體管提供了安全區(qū)域保護(hù)，限制內(nèi)部功耗。LM7805 和 LM7812 可提供本地卡上穩(wěn)壓，結(jié)合單點(diǎn)調(diào)節(jié)，解決分配問題。電路如圖 4 所示。故需要設(shè)計(jì)