超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計-展示頁
2025-07-09 10:15本頁面
【正文】 5 雙頻渡越時間法 5 其他幾種測距或測厚方法 6 共振法 6 往復法 6 多重相位法 6 頻域的譜分析法 6 方案選擇 72系統(tǒng)硬件設(shè)計 8 主要技術(shù)指標 8 系統(tǒng)設(shè)計框圖 8 超聲波發(fā)射電路 9 采用74LS04驅(qū)動發(fā)射電路 9 采用9012三極管驅(qū)動發(fā)射電路 9 接收電路 10 顯示電路 113超聲波測距系統(tǒng)軟件設(shè)計和仿真 12 總體設(shè)計 12 主程序 12 超聲波發(fā)射子程序 13 超聲波接收中斷程序 13 顯示子程序 13 系統(tǒng)仿真 144系統(tǒng)測試 16 軟件和硬件測試 16 系統(tǒng)測量 165結(jié) 論 18 數(shù)據(jù)的誤差分析 18 總結(jié) 18 超聲波測距研究趨勢的展望 18致 謝 20附 錄 21CX20106A引腳和參數(shù) 21超聲波測距源程序清單 22參考文獻 271方案選擇 相位法超聲波測距 相位法超聲測距是利用發(fā)射波和被目標反射的接收回波之間聲波的相位差包含的距離信息來實現(xiàn)對被測目標距離的測量，同時，可以通過變換調(diào)制信號的頻率來改變相位差對距離的細分尺度，來提高精度和改變量程。最終得到實驗結(jié)果并對誤差進行了分析，提出減小誤差的方法和方案。文中確定了發(fā)送模塊、接收模塊、顯示模塊、中央處理模塊構(gòu)成整個系統(tǒng)，并確定了各個模塊實現(xiàn)所使用的芯片，軟件設(shè)計部分描述了各個模塊程序流程圖和主要程序。渡越時間法就是通過檢測發(fā)射超聲波與接收回波之間的時間差t，求出目標障礙物距信號發(fā)射源的距離d，計算公式為:d = vt /2,其中，v 為超聲波波速( m/s)。超聲波測距方法主要有可變閾值檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法和渡越時間法四種。然而超聲波測距也有其局限性，超聲波傳播波速不恒定、回波信號幅值隨傳播距離增大呈指數(shù)規(guī)律衰減、有盲區(qū)、超聲波的旁瓣影響、混響信號干擾、超聲波探測器測量分辨力和探測角度范圍的矛盾等局限性。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。與前幾種測距方式相比，超聲波測距可以直接測量近距離目標，縱向分辨率高，適用范圍廣，方向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠且操作簡單，并具備不受光線、煙霧、電磁干擾等因素影響，對環(huán)境有一定的適應能力，且覆蓋面較大等優(yōu)點。雷達測距具有全天候工作，適合于惡劣的環(huán)境中進行短距離、高精度測距的優(yōu)點，但容易受電磁波干擾。目前，典型的非接觸式測距方法有超聲波測距、CCD 探測、雷達測距、激光測距等。通過系統(tǒng)的調(diào)試和測試，本設(shè)計基本完成了設(shè)計要求。經(jīng)測試,在30cm～200cm范圍內(nèi)，誤差能控制在2cm以內(nèi)。本設(shè)計采用STC89C52單片機作為微型中央處理器并由軟件實現(xiàn)40kHz脈沖經(jīng)放大電路從超聲波發(fā)射探頭T40發(fā)射出超聲波，接收探頭R40收到聲波后經(jīng)集成芯片CX20106A放大濾波整形后回送到單片機計算，通過發(fā)射與接收的時間差和聲速計算出距離。論文題目：超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計摘 要超聲波具有不受外界光及電磁場等因素的影響的優(yōu)點，超聲波測距作為一種有效的非接觸式測距方法已被應用于多個領(lǐng)域。本設(shè)計采用渡越時間法，硬件系統(tǒng)分為發(fā)射模塊、接收模塊、顯示模塊、中央處理模塊四個部分。本系統(tǒng)使用四位共陽極LED數(shù)碼管顯示距離，能實時顯示即時距離。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行了誤差分析，并提出了解決方案，最后對超聲波測距技術(shù)的發(fā)展進行了展望?！娟P(guān)鍵詞】單片機，超聲波，測距，渡越時間法；【論文類型】應用型Title: The design of ultrasonic distance measurement systemMajor: Electronic and Information Engineering Name: Zhang Yankun Signature:_______Supervisor: Zhang Xiaoli Signature:_______ABSTRACTThe advantages of ultrasound without the influence of outside light and electromagnetic fields and other factors , ultrasonic distance measurement as an effective noncontact distance measurement method has been used in many fields.This design uses the transit time method, the hardware system is divided into transmitter module, receiver module and display module, the central processing module. This design uses a microcontroller STC89C52 as micro central processing unit and 40 kHz pulse by the software, The ultrasonic emission from the ultrasonic probe the T40 via the amplifier circuit. Acoustic received by probe R40, via the integrated chip CX20106A amplifying , filtering and shaping and sent to the microcontroller puting, calculate the distance by the transmit and receive time and the speed of sound. The design uses four mon anode LED digital display the distance value, to provide users with a very intuitive interface.Been tested within the range of 30cm ~ 200cm, the error can be controlled at less than to the experimental data and analyzed the error, and proposed solutions, the developmental direction in ultrasonic ranging were also presented at systematic debugging and te
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