【正文】 ...........................1 超聲波和超聲波傳感器 .......................................................1 超聲波 ...........................................................................1 超聲波傳感 器結構 ........................................................1 超聲波測距系統(tǒng)原理及測量方法 ........................................3 超聲波測距系統(tǒng)主要參數(shù)論述 ............................................4 工作頻率 .........................................................................4 指向角介紹 .....................................................................4 溫度介紹 .........................................................................4 總體設計 ................................................................................5 ..........................................................6 時鐘電路和復位電路 .............................................................6 發(fā)射部分電路 ........................................................................7 接收電路 ................................................................................8 CX20216 的應用 .............................................................8 顯示電路 .........................................................................9 溫度測量電路 ........................................................................10 報警電路 ...............................................................................10 .........................................................11 軟件設計原理 .......................................................................11 主程序分析 ...........................................................................12 子程序流程圖 ......................................................................13 測量溫度子程序 ..................................................................14 系統(tǒng)誤差分析及改進 ..........................................................16 誤差產生原因分析 .......................................................16 針對誤差產生原因的系統(tǒng)改進方案 ...........................17 ........................................................................................17 總結 ...............................................................................................18 參考文獻 ........................................................................................18 附錄 1 超聲波距離探測器設計原理圖 .......................................19 附錄 2 源程序 ...............................................................................20 1 基于超聲波傳感器的測距系統(tǒng)設計 一．超聲波測距系統(tǒng)總體設計 ．超聲 波和超聲波傳感器 ．超聲波 在科學史上，人們很久以前對聲音信號就有了認識，我們生活的世界充滿了各種可 聽的聲信號。 4．主要參考文獻 李現(xiàn)明，吳皓編著 .自動檢測技術 .北京：機械工業(yè)出版社， 2021 徐仁貴 .單片微型計算機應用技術 .北京：機械工業(yè)出版社 .2021 陳愛弟 .Protel99 實用培訓教程 .北京：人民郵電出版社 .2021 5．課程設計進度安排 起 止 日 期 工 作 內 容 13 年 6 月 3 日 布置設計任務，熟悉課題，查找資料； 13 年 6 月 4 日 結合測控對象，選擇合適的傳感器，理解傳感器性能； 13 年 6 月 5 日 做實驗 ,設計傳感器測量電路，選擇合適的單片機，設計其外圍電路； 13 年 6 月 6 日 設計電路參數(shù)，有條件情況下，在實驗室進行實驗，進一步理解測 量電路輸入輸出關系； 13 年 6 月 7 日 繼續(xù)設計論證電路參數(shù)，完善系統(tǒng)設計方案； 13 年 6 月 8 日 查找資料，理解系統(tǒng)各部分工作原理； 13 年 6 月 9 日 理清系統(tǒng)說明要點，著手設計說明書的書寫； 13 年 6 月 13 日 書寫設計說明書，充分理解系統(tǒng)每一部分作用； 13 年 6 月 14 日上午 完善設計說明書，準備設計答辯。1mm； （ 2）根據(jù)題 意，明確測距系統(tǒng)性能指標及系統(tǒng)能完成的功能； （ 3）根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇合適的傳感器； （ 4）設計傳感器測量電路； （ 5）選擇單片機的品種、型號，設計單片機的外圍測量電路； （ 6）計算有關的電路參數(shù)，有條件的情況下，根據(jù)實驗室現(xiàn)有設備進行實驗數(shù)據(jù)的測取，明確測量電路輸出與被測非電量的關系； （ 7）畫出系統(tǒng)原理框圖（此部分放在說明書的開始）； （ 8）畫出系統(tǒng)電路圖，最好用 PROTEL 畫； （ 9）在說明書中詳細說明本系統(tǒng)工作原理。 課程設計說明書 題 目 基于超聲波傳感器的測距系統(tǒng)設計 課 程 名 稱 檢測技術及系統(tǒng)課程設計 院（系、部、中心） 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 學 生 姓 名 學 號 240102221 設 計 時 間 2021. ~ 2021. 設 計 地 點 工程實踐中心 8— 315 指 導 教 師 成績 南京工程學院 課程設計任務書 課 程 名 稱 檢測技術與系統(tǒng)課程設計 院（系、部、中心） 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 K 電氣 101 起 止 日 期 ~ 指 導 教 師 1．課程設計應達到的目的 通過對本課程的設計，使學生掌握常見被測量的檢測原理、方法和技術，了解國內外對這些工程量進行測控的系統(tǒng)組建原理，通過對檢測系統(tǒng)的設計與分析， 增強學生理解和運用所學知識來解決實際問題的 能力 ,逐步掌握根據(jù)具體測控要求、性能指標設計出先進測控系統(tǒng)的方法和技術。 2．課程設計題目及要求 題目：基于超聲波傳感器的測距系統(tǒng)設計 要求： （ 1） 測距范圍： 0~200mm，測距精度： 177。 3．課程設計任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書、圖紙 、實物樣品等要求〕 (1)給出設計說明書一份； (2)有條件的情況下盡量給出必要的實驗數(shù)據(jù)； (3)在說明書中附上完整的系統(tǒng)電路原理圖（手畫或用 PROTEL 畫）。 13 年 6 月 14 日下午 設計答辯。聲學是最早發(fā)展的學科之一。在國外， 19 世紀，聲學已成為具有現(xiàn)代意義 的科學并發(fā)展到相當高的水平。由于超聲是人耳聽不到的信號，直到 18 世 紀，人們在研究蝙蝠、海豚等動物時，才推測自然界中存在超聲。聲波的速度越高，越與光學的某些特性如發(fā)射定 律、折射定律相似。一般有以下幾種： ①縱波 質點振動方向與傳播方向一致的波，稱為縱波。 ②橫波 質點的振動方向與傳播方向相垂直的波，稱為橫波。 ⑧表面波 質點的振動介于縱波和橫波之間，沿著表面?zhèn)鞑?，振幅隨著深度的增加而迅速地衰減， 稱為表面波。 超聲波傳感器結構 超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強，為此，利用超 聲波的這種性質就可制成超聲波傳感器。目前常用的超聲傳感器有兩大類， 即電聲型與流體動力型。 流體動力型中 包括有氣體與液體兩種類型的哨笛。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成， 是超聲檢測中最常用的實現(xiàn)電能和聲能相互轉換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重 要組成部分。屬于晶體的如石英，妮酸鏗等，屬于壓 電陶瓷的有錯欽酸鉛，欽酸鋇等。所以，只要對這種材料加以交變電場， 它就會產生交變的應變 ，從而產生超聲振動。 傳感器的主要組成部分是壓電晶片，當壓電晶片受發(fā)射電脈沖激勵后產生振動，即可 發(fā)射聲脈沖，是逆壓電效應。前者用于超聲波的發(fā)射，后者即為超聲波的接收。這種超聲傳感器需要的壓電材料較少，價格低廉， 且非常適用于氣體和液體介質中。也就是說，在壓電陶瓷