超声波测距系统设计

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基于labview的超声波测距系统

基于labview的超声波测距系统

基于labview的超声波测距系统基于LabVIEW的超声波测距系统超声波测距系统是一种常见的测距技术,它利用超声波的特性进行距离测量。

而基于LabVIEW的超声波测距系统则是利用LabVIEW这一强大的图形化编程软件来实现超声波测距系统的设计与开发。

本文将介绍基于LabVIEW的超声波测距系统的设计原理、开发过程和优势。

一、设计原理基于LabVIEW的超声波测距系统的设计原理主要包括超声波发射与接收、测距计算与显示。

超声波传感器通过LabVIEW程序控制发射超声波信号,并接收反射回来的超声波信号。

根据超声波的传播速度和接收到信号的时间差,可以计算出目标物体与传感器之间的距离。

然后,LabVIEW程序将计算出的距离数据进行处理,并在界面上进行显示。

二、开发过程基于LabVIEW的超声波测距系统的开发过程分为硬件搭建、软件开发和系统调试三个阶段。

1. 硬件搭建:首先需要选择合适的超声波传感器和LabVIEW支持的硬件平台(如NI MyDAQ或NI ELVIS)。

将超声波传感器与硬件平台连接,并进行电路调试,确保传感器正常工作。

2. 软件开发:利用LabVIEW软件进行程序的编写。

编写程序来控制超声波传感器的发射与接收,并获取超声波信号的时间差。

然后,根据时间差计算出距离,并将距离数据传递给界面模块进行显示。

还可以添加一些功能模块,如数据记录、报警提示等。

3. 系统调试:完成软硬件的搭建和程序的编写后,需要对系统进行整体调试。

通过实际测量距离,并与预期结果进行对比,查找并解决可能存在的问题。

需要对界面进行美化和优化,提高系统的易用性和可视化程度。

三、优势1. 图形化编程:LabVIEW采用图形化编程方式,使得整个系统的设计与开发更加直观和简单。

通过简单拖拽和连接模块,即可完成复杂的程序编写,减少了开发周期和成本。

2. 多功能性:LabVIEW不仅可以实现超声波测距系统的设计,还可以结合其他传感器模块和数据处理模块,实现更加复杂的功能,如环境监测、控制系统等。

基于单片机超声波测距系统的设计和实现

基于单片机超声波测距系统的设计和实现

基于单片机超声波测距系统的设计和实现超声波测距系统是利用超声波传播速度较快的特性,通过发射超声波并接收其回波来测量距离的一种常见的测距方式。

在本文中,我们将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计和实现。

一、系统设计原理超声波测距系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机和显示器组成。

其工作原理如下:1.发送超声波信号:超声波发射器通过单片机控制,向外发射超声波信号。

超声波的发射频率通常在40kHz左右,适合在空气中传播。

2.接收回波信号:超声波接收器接收到回波信号后,将信号经过放大和滤波处理后送入单片机。

3.距离计算:单片机通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。

以声速343m/s为例,超声波的往返时间与距离之间的关系为:距离=时间差×声速/2、通过单片机上的计时器和计数器来测量时间差。

4.数据显示:单片机将计算得到的距离数据通过显示器显示出来,实时展示被测物体与超声波传感器之间的距离。

二、系统设计步骤1.系统硬件设计:选择合适的超声波模块,其具有超声波发射器和接收器功能,并可通过接口与单片机连接。

设计好电源电路以及超声波传感器与单片机之间的连接方式。

2.系统软件设计:根据单片机的型号和编程语言,编写相应的程序。

包括超声波信号的发射和接收控制,计时和计数功能的编程,距离计算和数据显示的实现。

3.硬件连接和调试:将硬件连接好后,对系统进行调试。

包括超声波模块与单片机的连接是否正确,超声波信号的发射和接收是否正常,计时和计数功能是否准确等。

5.优化和改进:根据实际测试结果,对系统进行优化和改进。

如增加滤波和放大电路以提高信号质量,调整超声波模块的发射频率,改进显示方式等。

三、系统实现效果完成以上设计和实施后,我们可以得到一个基于单片机的超声波测距系统。

该系统使用简单,测距精度高,响应速度快,适用于各种距离测量的应用场景。

同时,该系统还可根据具体需求进行各种改进和扩展,如与其他传感器结合使用,增加报警功能等。

超声波测距系统

超声波测距系统
20XX
超声波测距系 统
-
引言
目录
系统设计
引言
超声波测距是一种非接触式的测 量方法,具有精度高、可靠性强、
对环境适应性强等优点
本设计以51单片机为核心,利用 超声波传感器进行距离测量,实 现成
本系统主要由51单片机、超声波传感器、显示模块和电源模块组成
电路连接
系统设计
将超声波传感器的Trig和 Echo分别连接到51单片机的 P1.0和P1.1口 将LCD显示屏的RS、RW和E分 别连接到51单片机的P0.0、 P0.1和P0.2口
电源模块通过杜邦线连接到 51单片机和超声波传感器: 为它们提供工作电压
系统设计
软件设计
主要步骤
初始化:包括初始化LCD显示屏和超声波传感器 发送超声波:通过51单片机的P1.0口发送一个10微秒的脉冲信号,触发超声波传感器 发送超声波
THANKS
系统设计
接收回声:超声波传感器接 收到回声后,通过P1.1口将 信号发送到51单片机
计算距离:51单片机接收到 回声信号后,根据超声波传 感器的工作原理,计算出距 离
显示结果:将计算出的距离 通过LCD显示屏显示出来
系统设计
主要代码
由于代码较长,这里只给出部分关键代码,具体可以参考以下示例代码
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51单片机:作为系统的核心,负责处理和发送超声 波传感器的信号,并控制显示模块显示距离信息
超声波传感器:采用HC-SR04型号,该传感器具有测 量范围广、精度高等优点。其工作原理是利用超声 波的回声进行距离测量 显示模块:采用LCD显示屏,用于实时显示测量得到 的距离信息 电源模块:为整个系统提供稳定的工作电压

超声波测距系统的设计详解

超声波测距系统的设计详解

超声波测距系统的设计详解超声波测距系统是一种基于超声波测量原理进行距离测量的系统。

它利用超声波在空气中的传播速度较快且能够穿透一定程度的障碍物的特点,通过向目标物体发射超声波并接收反射回来的波形信号,从而计算出目标与传感器之间的距离。

下面将详细介绍超声波测距系统的设计过程。

首先,超声波测距系统的设计需要明确测量的范围和精度要求。

根据需求确定测量距离的最大值和最小值,以及所需的测量精度。

这将有助于选择合适的超声波传感器和测量方法。

其次,选择合适的超声波传感器。

超声波传感器一般包括发射器和接收器两部分,发射器用于发射超声波,接收器用于接收反射回来的波形信号。

传感器的选择应考虑其工作频率、尺寸、功耗等因素。

一般来说,工作频率越高,测距的精度越高,但传感器的尺寸和功耗也会增加。

接下来是超声波信号的发射和接收电路的设计。

发射电路负责产生超声波信号,并将其发送到目标物体上。

接收电路负责接收反射回来的波形信号,并将其转换成可用的电信号。

发射电路常采用谐振频率发射,以提高发射效率和功耗控制。

接收电路则需要设计合适的放大和滤波电路,以增强接收到的信号并去除噪声。

然后是超声波信号的处理和计算。

接收到的波形信号需要进行模数转换和数字信号处理,以获取目标物体与传感器之间的距离。

常见的处理方法包括峰值检测、时差测量、相位比较等。

峰值检测法通过检测波形信号的峰值来判断目标距离;时差测量法通过测量发射和接收信号之间的时间差来计算距离;相位比较法通过比较两个信号的相位差来测量距离。

最后是系统的校准和调试。

校准是调整测距系统的参数,使其达到预定的测量精度。

常见的校准方法包括距离校准和零位校准。

调试是对整个系统进行功能和性能测试,确保其正常工作。

在调试过程中需要注意测距系统与其他系统的干扰和噪声问题,并进行相应的抑制和滤波处理。

总之,超声波测距系统的设计涉及到传感器选择、电路设计、信号处理和系统调试等多个方面。

合理的设计和调试能够保证系统的稳定性和可靠性,从而满足测量的要求。

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计一、本文概述超声波测距技术因其非接触、高精度、实时性强等特点,在机器人导航、车辆避障、工业测量等领域得到了广泛应用。

STM32单片机作为一种高性能、低功耗的嵌入式系统核心,为超声波测距系统的设计提供了强大的硬件支持。

本文旨在设计一种基于STM32单片机的高精度超声波测距系统,以满足不同应用场景的需求。

二、超声波测距原理本部分将介绍超声波测距的基本原理,包括超声波的产生、传播、接收以及距离的计算方法。

同时,分析影响超声波测距精度的主要因素,为后续系统设计提供理论基础。

三、系统硬件设计3、1在设计基于STM32单片机的高精度超声波测距系统时,我们遵循了“精确测量、稳定传输、易于扩展”的总体设计思路。

我们选用了STM32系列单片机作为系统的核心控制器,利用其强大的处理能力和丰富的外设接口,实现了对超声波发射和接收的精确控制。

在具体设计中,我们采用了回波测距法,即发射超声波并检测其回波,通过测量发射与接收之间的时间差来计算距离。

这种方法对硬件的精度和稳定性要求很高,因此我们选用了高精度的超声波传感器和计时器,以确保测量结果的准确性。

我们还考虑到了系统的可扩展性。

通过STM32的串口通信功能,我们可以将测量数据上传至计算机或其他设备进行分析和处理,为后续的应用开发提供了便利。

我们还预留了多个IO接口,以便在需要时添加更多的传感器或功能模块。

本系统的设计思路是在保证精度的前提下,实现稳定、可靠的超声波测距功能,并兼顾系统的可扩展性和易用性。

31、1.1随着物联网、机器人技术和自动化控制的快速发展,精确的距离测量技术在各个领域的应用越来越广泛。

超声波测距技术作为一种非接触式的距离测量方式,因其具有测量精度高、稳定性好、成本相对较低等优点,在工业自动化、智能家居、机器人导航、安防监控等领域得到了广泛应用。

STM32单片机作为一款高性价比、低功耗、高性能的嵌入式微控制器,在智能设备开发中占据重要地位。

超声波测距设计方案

超声波测距设计方案

超声波测距设计方案1. 概述超声波测距是一种利用超声波传感器对目标物体进行距离测量的技术。

它具有非接触、精度高、速度快等优点,广泛应用于工业自动化等领域。

本设计方案旨在实现一个基于Arduino的超声波测距系统,可以测量距离在2cm~400cm之间的目标物体,并将结果显示在液晶屏上,以方便用户观察和使用。

2. 系统组成本系统由硬件和软件两部分组成,硬件系统包括超声波传感器、Arduino主控板、液晶屏、电源等部分;软件系统包括Arduino的程序。

2.1 超声波传感器超声波传感器是本系统中最关键的部分,它通过发射超声波信号并接收回波信号,测量目标物体与传感器的距离。

常用的超声波传感器有HC-SR04、JSN-SR04T等型号,本设计方案使用HC-SR04超声波传感器。

2.2 Arduino主控板Arduino是一种开源的嵌入式系统,具有方便、易用、可扩展等特点,可以实现各种各样的控制任务。

本设计方案使用Arduino UNO主控板,它是一种基于ATmega328P芯片的开发板,具有丰富的接口和较高的性能和稳定性。

2.3 液晶屏液晶屏是显示距离测量结果的部分,本设计方案采用16*2字符型液晶屏,能够显示2行16个字符,显示结果清晰、直观。

2.4 电源本系统采用外接直流电源供电,电压为5V,可以通过USB接口或外部电源插头供电。

3. 系统原理本系统的测距原理基于超声波传感器发射超声波信号并接收回波信号的原理。

当超声波传感器发射超声波信号后,信号会以声速传播在空气中,当遇到目标物体后,部分波信号会被目标物体反射回来,形成回波信号,超声波传感器接收到回波信号后,再通过计算超声波信号的来回时间、声速等参数,便可以计算出目标物体与传感器的距离。

4. 系统设计超声波传感器通过接口连接到Arduino主控板,并需要外接电源,具体接线图如下所示:超声波传感器 VCC -> Arduino 5V液晶屏 RW -> Arduino GND整个系统的软件设计主要包括两部分,一部分是超声波测距的程序,另一部分是液晶屏显示的程序。

超声波测距系统的设计

超声波测距系统的设计

超声波测距系统的设计引言:一、硬件设计:1.选择传感器:超声波传感器是测距系统的核心部件,通常采用脉冲法进行测量。

在选择传感器时,应考虑工作频率、测量范围、精度和稳定性等参数,并根据实际需求进行选择。

2.驱动电路设计:超声波传感器需要高频信号进行激励,设计驱动电路时需要根据传感器的工作要求来设计合适的电路,保证信号稳定且能够满足传感器的工作需求。

3.接收电路设计:超声波传感器产生的脉冲回波需要经过接收电路进行信号放大和滤波处理,设计接收电路时需要考虑信号放大的增益、滤波器的截止频率以及抗干扰能力等因素。

4.控制板设计:控制板是超声波测距系统中的核心控制器,负责控制测距过程、数据处理以及通信等功能。

在设计控制板时,应根据系统的要求选择合适的微控制器或单片机,并设计合理的电路布局和电源电路。

二、软件编程:1.驱动程序开发:根据传感器的规格书和数据手册,编写相应的驱动程序,实现对超声波传感器的激励和接收。

2.距离计算算法开发:通过测量超声波的往返时间来计算距离,根据声速和时间的关系进行距离计算,并根据实际情况对计算结果进行修正。

3.数据处理和显示:根据实际需求,对测量得到的距离进行处理,并将结果显示在合适的显示设备上,如LCD屏幕或计算机等。

4.数据通信:如果需要将测量结果传输至其他设备或系统,则需要编写相应的数据通信程序,实现数据的传输和接收。

三、系统测试与优化:1.测试传感器性能:测试测距系统的稳定性、精度和灵敏度等性能指标,根据测试结果对系统参数进行优化和调整。

2.系统校准:超声波测距系统可能受到环境温度、湿度和声速等因素的影响,需要进行校准以提高测量精度。

3.系统集成与实际应用:将超声波测距系统与实际应用场景进行集成,进行实际测试和验证。

总结:超声波测距系统的设计包括硬件设计和软件编程两个方面,其中硬件设计主要包括传感器选择、驱动电路设计和接收电路设计等;软件编程主要包括驱动程序开发、距离计算算法开发、数据处理和显示以及数据通信等。

基于单片机的超声波测距系统的设计

基于单片机的超声波测距系统的设计

基于单片机的超声波测距系统的设计引言超声波测距技术是一种常用的非接触式测距方法,广泛应用于工业自动化、无人驾驶、智能家居等领域。

本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计原理和实现方法,以及其在实际应用中的优势和局限性。

一、设计原理基于单片机的超声波测距系统主要由超声波发射器、接收器、单片机和显示装置组成。

其工作原理如下:1.1 超声波发射器发射超声波信号,信号经过空气传播后,被目标物体反射返回。

1.2 超声波接收器接收到反射的超声波信号,并将信号转化为电信号。

1.3 单片机通过IO口控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式,实现信号的发射和接收。

1.4 单片机通过计算超声波信号的往返时间,即可得到目标物体与传感器之间的距离。

1.5 显示装置将测得的距离信息显示出来,供用户参考和使用。

二、系统设计与实现2.1 硬件设计超声波发射器和接收器的选型是系统设计的关键。

通常情况下,超声波发射器和接收器的工作频率应匹配,常用的频率有40kHz和50kHz。

此外,还需选择合适的单片机和显示装置。

2.2 软件设计软件设计主要包括超声波信号的发射和接收控制以及距离计算等功能。

通过编程,可以实现以下功能:2.2.1 控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式。

2.2.2 通过IO口读取接收器接收到的信号,并将其转化为数字信号。

2.2.3 使用定时器测量超声波信号的往返时间。

2.2.4 根据往返时间计算目标物体与传感器之间的距离。

2.2.5 将测得的距离信息显示在显示装置上。

三、系统优势基于单片机的超声波测距系统具有以下优势:3.1 非接触式测距:超声波测距系统可以实现对目标物体的非接触式测距,无需直接接触目标物体,避免了传感器与目标物体之间的摩擦和磨损。

3.2 高精度:超声波测距系统通过测量超声波信号的往返时间,可以实现较高的测距精度,通常可达到毫米级别。

3.3 快速响应:超声波测距系统的测量速度快,响应时间短,适用于需要快速测量的应用场景。

超声波测距设计毕业设计

超声波测距设计毕业设计

超声波测距设计毕业设计一、引言距离测量在许多领域都具有重要的应用,如工业自动化、机器人导航、汽车防撞等。

超声波测距作为一种非接触式的测量方法,具有测量精度高、响应速度快、成本低等优点,因此在实际工程中得到了广泛的应用。

本次毕业设计旨在设计一种基于超声波的测距系统,实现对目标物体距离的准确测量。

二、超声波测距原理超声波是一种频率高于 20kHz 的机械波,其在空气中的传播速度约为 340m/s。

超声波测距的原理是通过发射超声波脉冲,并测量其从发射到接收的时间间隔,然后根据声速和时间间隔计算出目标物体与传感器之间的距离。

假设发射超声波脉冲的时刻为 t1,接收到回波的时刻为 t2,声速为c,距离为 d,则距离 d 可以通过以下公式计算:d = c ×(t2 t1) / 2三、系统硬件设计(一)超声波发射模块超声波发射模块主要由超声波换能器和驱动电路组成。

超声波换能器将电信号转换为超声波信号发射出去,驱动电路则提供足够的功率和电压来驱动换能器工作。

(二)超声波接收模块超声波接收模块主要由超声波换能器、前置放大器、带通滤波器和比较器组成。

换能器将接收到的超声波信号转换为电信号,前置放大器对信号进行放大,带通滤波器去除噪声和干扰,比较器将信号整形为方波信号。

(三)控制与处理模块控制与处理模块采用单片机作为核心,负责控制超声波的发射和接收,测量时间间隔,并计算距离。

同时,单片机还可以将测量结果通过显示模块进行显示,或者通过通信模块与上位机进行通信。

(四)显示模块显示模块用于显示测量结果,可以采用液晶显示屏(LCD)或数码管。

(五)电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源,包括 5V 和 33V 等不同的电压等级。

四、系统软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机的初始化、定时器的初始化、端口的初始化等。

然后进入主循环,不断地发射超声波脉冲,并等待接收回波。

当接收到回波后,计算距离,并进行显示或通信。

超声波测距器课程设计

超声波测距器课程设计
器接收并转换为电信号。
时间差测量
记录超声波发射和接收的时间差, 结合声速计算出障碍物与测距器之 间的距离。
温度补偿
由于声速受温度影响,因此需要进 行温度测量并对声速进行补偿,以 提高测距精度。
传感器选择与特性分析
01
02
03
传感器类型
选择适合超声波测距的传 感器,如压电陶瓷换能器 ,具有高效率、宽频带、 耐磨损等特点。
04
电子技术基础
了解基本电子元器件和电路知 识。
编程语言基础
掌握C语言或Python等编程 语言。
单片机技术基础
了解单片机的基本原理和应用 。
实践动手能力
具备一定的焊接、调试和故障 排除能力。
02
超声波测距器原理及硬件组成
超声波测距原理
超声波发射与接收
利用压电陶瓷等换能器,将电能 转换为超声波发射出去,遇到障 碍物后反射回来,再被接收换能
处理。
03
控制与信号处理电路设计
采用微控制器或DSP等处理器实现时间差测量、温度补偿和距离计算等
功能。同时设计必要的接口电路以实现数据的输入/输出和调试等功能

03
软件编程与算法实现
主控芯片编程环境搭建
01
02
03
04
选择合适的开发板和主控芯片 ,如Arduino、STM32等。
安装相应的开发环境,如 Arduino IDE、Keil等。
系统性能评估指标及方法
1 2
测距精度评估
通过与实际距离进行比较,计算测距误差,评估 系统的测距精度。可以采用多次测量取平均值的 方法减小随机误差的影响。
响应时间评估
测量系统从发射超声波到接收到回波并计算出距 离所需的时间,评估系统的响应时间。

单片机课程设计超声波测距离

单片机课程设计超声波测距离
距离
超声波测距系 统的功耗:功 耗较低,适合
长时间使用
评估指标:包括测量精度、 响应速度、稳定性等
测试方法:采用标准测试方法, 如距离测量误差、响应时间等
改进建议:针对测试结果,提 出改进方案,如优化算法、提
高硬件性能等
评估结果:对改进后的系统性 能进行再次评估,确保达到预
期效果
总结与展望
课程设计目标:掌握超声波测距原 理,提高实践能力
提高稳定性:通过 优化硬件设计和软 件算法,提高系统 的稳定性
拓展应用领域:将 超声波测距技术应 用于更多领域,如 机器人、无人机等
感谢您的观看
汇报人:
测试条件:温度、湿度、光照、 噪音等
测试方法:静态测试、动态测 试、模拟测试等
准备测试环境:确保测 试环境无干扰,温度适
宜,湿度适中
连接测试设备:将超声 波测距系统与测试设备 连接,确保连接稳定
设定测试参数:设定测 试距离、测试次数、测
试精度等参数
启动测试:启动超声波 测距系统,开始测试
记录测试数据:记录测 试过程中的距离、时间、
超声波传感器通过发射超声波信号,接收反射信号,计算距离 超声波传感器由发射器、接收器和信号处理电路组成 发射器发出超声波信号,接收器接收反射信号,信号处理电路计算距离 超声波传感器的测量精度与发射频率、接收灵敏度、信号处理算法等因素有关
超声波测距原理:通过测量超声波在空气中的传播时间和距离,计算目标物体的距离 误差来源:超声波在空气中的传播速度、温度、湿度、气压等环境因素的影响 误差分析:通过实验数据,分析误差来源和影响程度,提出改进措施 误差补偿:通过软件或硬件方法,对误差进行补偿,提高测量精度
● 优势: a. 控制精度高:可以精确控制超声波发射和接收的时间 b. 响应速度快:可以快速响应超声波信号的变化 c. 功耗低:适合长时间连续工作 d. 体积小:便于携带和安装

基于stm32的超声波测距系统

基于stm32的超声波测距系统

基于stm32的超声波测距系统相比于传统的单片机,STM32单片机具有更高的时间测量分辨率,其主频与定时器频率高达72MHz,且该单片机在开启定时器的同时,会启动PWM通道驱动超声波发射器和通道捕捉回波信号,提高了测量的精度和准确性。

超声波测距是一种典型的非接触测量方式,在不同的传播介质中具有不同的传播速度其系统结构简单、成本低。

只有了解超声波测距的原理、了解STM32单片机才能设计出性能良好的STM32单片机的高精度超声波测距系统。

超声波测距的原理及检测方法超声波检测技术是基于非接触测量方式而逐渐发展起来的一门技术,这种非接触测量方式会经常出现在材料学、电子科学、测量学等学科当中。

超声波的产生是通过机械振动而得到,其传播速庶会随着传播介质的变化而变化。

超声波测距的实现主要是通过超声波的产生、传播与接收回波这三个主要过程。

目前,声波幅值检测法、渡越时间检测法和相位检测法是超声波测距的三种主要检测方法。

声波幅值检测法,容易受到传播介质的干扰,所以其测量精度较差。

渡越时间检测法,与其他两种检测方法相比,成本较低,测量范围较广,且实现简单,因此本文高精度超声波测距系统的设计决定采用渡越时间检测法。

相位检测法,在实际测量过程中,其测量精度要高于其他两种检测方法,但测量范围具有一定的局限性田。

STM32单片机的高精度超声波测距系统设计一、系统组成STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计主要由STM32 单片机、超声波发射电路、接受电路、补偿电路和软件等构成。

该系统将STM32单片机作为整个系统的核心,通过协调各部分电路工作,进而实现高精度的超声波测距口。

二、系统硬件设计1.超声波发射电路超声波发射电路两个最主要的组成部分就是超声波探头和超声波激励电路。

超声波探头不仅是超声波发射电路的一个重要组成部分,更是整个超声波测距系统的重要组成部分。

它是超声波测距系统中用以发射或接受超声波信号的主要器件。

超声波激励电路的基本工作原理是首先利用相应的机理信号对一特定形式的电压进行处理之后,将其加载到超声波探头上,然后再通过超声波探头压电晶片将其自身所具有的电能转化为超声波信号图。

超声波测距系统设计

超声波测距系统设计

目录1 绪论 (3)1.1 课题研究背景 (3)1.2 课题设计目的及意义 (3)1.3 课题设计任务与要求 (3)2 方案选择的论证和选择 (5)2.1 设计方案一 (5)2.2 设计方案二 (5)2.3 方案设计三 (6)3 设计原理 (7)4 硬件设计 (8)4.1 整体电路设计 (8)4.2超声波测距系统设计 (9)4.2.1 超声波发射器的注意事项 (9)4.2.2 超声波发射与接收装置 (10)4.3 显示电路设计 (11)4.4 稳压电源设计 (12)4.5硬件电路设计优化 (13)4.5.1 提高测距的范围 (13)4.5.2 发射探头和接收探头间的影响 (13)4.5.3 超声波的衰减 (14)4.5.4 系统干扰因素 (14)5 软件设计流程图 (17)5.1 主流程图 (17)5.2 温度读取程序 (17)5.3 LCD显示程序 (18)5.4 外中断服务程序 (19)5.5 超声波发射接收程序 (19)5.6 键扫子程序 (20)6设计心得 (21)参考文献 (22)附录 (23)程序清单 (23)1 绪论1.1 课题研究背景超声波是指频率在20kHz以上的声波,它属于机械波的范畴。

近年来,随着电子测量技术的发展,运用超声波作出精确测量已成可能。

随着经济发展,电子测量技术应用越来越广泛,而超声波测量精确高,成本低,性能稳定则备受青睐。

超声波是指频率在20kHz以上的声波,它属于机械波的范畴。

超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律,如在介质的分界面处发生反射和折射现象,在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。

正是因为具有这些性质,使得超声波可以用于距离的测量中。

随着科技水平的不断提高,超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。

一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量,适用于建筑物内部、液位高度的测量等。

1.2 课题设计目的及意义日常生活应用发面:人们生活水平的提高,城市发展建设加快,城市车辆逐渐增多,因为停车不当而造成的交通事故也越来越多。

超声波测距系统设计

超声波测距系统设计

超声波测距系统设计一、设计原理超声波测距原理基于声波的传播速度和时间的关系。

声波在空气中传播的速度约为343m/s。

当声波发射到目标物体上后,部分声波会被目标物体反射回来。

通过测量声波从发射到接收的时间差,再乘以声速即可计算出目标物体与传感器的距离。

二、硬件设计1.超声波发射器:超声波发射器是实现超声波测距的关键部件,它负责产生超声波脉冲并将其发射出去。

常用的超声波发射器是压电传感器,它具有快速响应、高灵敏度等特点。

2.超声波接收器:超声波接收器用于接收从目标物体反射回来的超声波,并将其转化为电信号。

同样,压电传感器也可以用作超声波接收器。

3.控制电路:控制电路负责控制超声波发射器和接收器的工作。

例如,它可以通过控制超声波发射器的工作时间来产生超声波脉冲。

同时,控制电路还需要接收超声波接收器输出的电信号,并通过计时器来测量声波从发射到接收的时间差。

4.显示屏:显示屏用于显示测距结果,通过显示屏可以直观地观察到目标物体与传感器的距离。

三、软件设计1.信号处理:在接收到超声波接收器输出的电信号后,需要对信号进行处理。

通常情况下,控制电路会将接收到的信号由模拟信号转换为数字信号。

然后,可以使用特定的算法对数字信号进行处理,例如滤波、峰值检测等,以获取稳定的距离数据。

2.距离计算:根据声波从发射到接收的时间差和声速,可以计算出目标物体与传感器的距离。

计算公式为:距离=速度×时间差。

3.结果显示:最后,将计算得到的距离结果显示在屏幕上,用户可以直接观察到距离结果。

四、总结超声波测距系统是一种简单、实用的测距技术。

通过合理的硬件设计和严密的软件设计,可以实现可靠、准确的测距功能。

同时,超声波测距系统还具有成本低、测量范围广等优点,被广泛应用于自动控制、车辆定位和智能机器人等领域。

「基于超声波测距倒车雷达系统设计」

「基于超声波测距倒车雷达系统设计」

「基于超声波测距倒车雷达系统设计」基于超声波测距的倒车雷达系统设计一、引言随着汽车的普及,倒车事故也日益增多,给人身和财产带来了巨大的损失。

为了避免倒车事故的发生,倒车雷达作为一种常用的辅助装置得到了广泛的应用。

本文就基于超声波测距的倒车雷达系统进行设计,以实现对车辆周围环境的监测和警示。

二、系统设计1.硬件设计(1)传感器部分:选用超声波传感器来实现对车辆周围环境的测量。

超声波传感器工作原理是通过发射超声波信号并接收回波信号来计算距离。

将超声波传感器安装在车辆的后部,能够探测到后方物体的距离并将测量值传输给控制器。

(2)控制器部分:选用单片机作为控制器。

单片机通过控制超声波传感器的工作,触发测距并接收测量值,然后根据距离值判断是否发出警示信号。

同时,还需将距离值通过显示屏显示给驾驶员。

(3)警示器部分:选用发光二极管(LED)作为警示器。

当超声波传感器测量到的距离低于一定阈值时,控制器将触发警示信号,使一些或一些发光二极管发出红色的光,提醒驾驶员停车或变换方向。

2.软件设计(1)单片机程序设计:根据超声波传感器返回的测距数据,单片机需要对其进行处理并判断是否触发警示信号。

在程序中,需设定一个合理的阈值来判断距离是否过近,一般根据实际情况来设定。

(2)人机界面设计:与单片机连接的显示屏需要实时显示超声波测量的距离值,驾驶员可以通过检查显示屏的数值来了解车辆周围环境。

三、系统实现四、系统测试与调试对于系统的测试与调试,首先需要在实验室中进行距离测量的准确性测试,以确保超声波传感器的测距功能正常。

然后,通过修改单片机程序中的阈值来测试警示器的触发准确性。

最后,通过模拟倒车环境进行实际测试,观察警示器是否能够及时有效地提醒驾驶员。

五、结论通过基于超声波测距的倒车雷达系统的设计与实现,可以更好地帮助驾驶员避免倒车事故的发生。

超声波传感器能够检测到车辆后方的距离,单片机可以根据距离值触发警示信号并通过显示屏显示给驾驶员。

基于51单片机的超声波测距系统设计

基于51单片机的超声波测距系统设计

基于51单片机的超声波测距系统设计超声波测距系统在工业自动化、智能机器人等领域有着广泛的应用。

本文将介绍一种基于51单片机的超声波测距系统设计,包括硬件设计和软件设计两个方面。

1.硬件设计硬件设计是超声波测距系统设计的基础,下面是一些主要的硬件设计要点。

(1)传感器模块:选择适合的超声波传感器模块作为测距传感器。

传感器模块一般包括一个超声波发射器和一个超声波接收器。

通过发送超声波脉冲,并测量收到的回波时间来计算距离。

(2)51单片机:选择一款适合的51单片机作为主控芯片。

常用的型号有AT89S51、AT89C52等。

51单片机具有丰富的外设资源,且易于编程。

(3)显示模块:可以选择常见的数码管、液晶显示屏等显示模块来显示测距结果。

(4)电源模块:设计稳定、可靠的电源模块,为系统提供电源供电。

2.软件设计软件设计是实现超声波测距系统的关键,下面是一些主要的软件设计要点。

(1)超声波发射与接收:通过51单片机的IO口驱动超声波传感器模块进行发射与接收。

超声波发射一般只需要发送一个脉冲,而超声波接收则需要采集到回波信号,可以使用定时器或外部中断来实现信号的接收。

(2)测距算法:根据超声波发射和接收的时间间隔,可以通过测距算法来计算出距离。

最常用的测距算法是利用声速的速度和回波时间的一半来计算距离。

(3)数据处理与显示:将测得的距离数据进行处理,并使用显示模块将结果显示出来。

可以选择合适的数码管显示驱动方式或液晶显示屏驱动方式。

(4)系统控制:根据实际需求,可以对系统进行控制,如设置报警阈值,当距离超出阈值时发出报警信号。

3.系统功能与扩展超声波测距系统设计完成后,可以加入一些额外的功能与扩展,以提高系统的实用性和性能。

(1)多点测距:可以设计多个传感器模块,实现多点测距功能,适用于复杂的环境。

(2)数据存储与通信:可以将测得的距离数据存储到外部存储器,如EEPROM或SD卡,并通过串口通信或无线通信方式将数据传输到上位机进行进一步处理。

超声波测距系统课程设计

超声波测距系统课程设计

超声波测距系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解超声波的基本概念,掌握超声波测距的原理;2. 学会使用超声波传感器,了解超声波测距系统的组成;3. 掌握超声波测距系统中涉及的计算公式和数据处理方法。

技能目标:1. 能够独立操作超声波测距系统,进行实际距离的测量;2. 培养学生动手实践能力,提高解决问题的能力;3. 学会分析实验数据,提高数据处理和误差分析的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理学科的兴趣,激发探索科学的热情;2. 培养学生的团队合作精神,提高沟通协调能力;3. 增强学生对科技创新的认识,培养创新精神和实践能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在让学生通过实际操作,掌握超声波测距的基本原理和方法,培养实际应用能力。

课程目标具体、可衡量,以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。

通过本课程的学习,学生将能够独立完成超声波测距系统的操作和数据处理,提高自身综合素质。

二、教学内容1. 超声波基本概念:超声波的定义、特点及应用领域;2. 超声波测距原理:超声波发射与接收、声速、时间测量及距离计算;3. 超声波传感器:传感器类型、结构、工作原理及性能参数;4. 超声波测距系统组成:传感器、信号处理电路、显示与控制模块;5. 实验操作与数据处理:操作步骤、数据处理方法、误差分析;6. 教学案例:分析典型超声波测距系统案例,理解实际应用中的问题及解决方法。

教学内容依据课程目标,结合教材相关章节进行选择和组织。

教学大纲安排如下:第一课时:超声波基本概念、测距原理及传感器介绍;第二课时:超声波测距系统组成、实验操作方法;第三课时:数据处理、误差分析及教学案例讨论。

教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,提高学生对超声波测距系统知识的掌握和应用能力。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性,提高教学效果。

1. 讲授法:通过教师对超声波基本概念、测距原理、传感器等理论知识的系统讲解,使学生掌握基本理论和方法。

超声波测距系统

超声波测距系统

超射波测距系统设计1.应用背景测距的原理和方法有很多,根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法和超声波方法。

随着电子技术的发展,先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距方法。

激光测距虽然测距精度高,操作简单,但是受环境的影响比较大,且系统检测维护不便,价格相对昂贵,一般多在军事领域应用。

红外测距属于电磁波的一种,超声波是声波测距,实现起来更容易且不受电磁干扰影响,并且在同等距离的情况下,超声波的传播时间远大于红外,往返时间更易测量。

超声波在测距方面具有以下突出的优点:(1)环境介质可为空气、液体或固体等,适用范围广泛;(2)对外界光线和电磁场不敏感,可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强等恶劣环境中,可以降低劳动强度;(3)超声波传感器结构简单,体积小,费用低,信息处理简单可靠,易于小型化和集成化;由于超声波具有以上特点被广泛应用于测量物体的距离、厚度、液位等领域。

在超声波探伤、自动泊车系统和倒车雷达系统中,超声波测距有其重要的应用。

随着科学技术的发展,超声波测距技术在国防、汽车工业及日常生活中无处不在,因此被广泛应用于无损探伤,距离测量、距离开关、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。

2.测量原理超声波探头主要由压电晶片、吸收块、保护膜组成。

压电晶片多为圆板型,厚度为δ。

超声波频率f与其厚度δ成反比。

压电晶片的两面镀有银层,做导电的极板。

吸收块的作用是降低晶片的机械品质,吸收声能量。

如果没有吸收块,当激励的电脉冲信号停止时,晶片将会继续震荡,加长超声波的脉冲宽度,使分辨率变差。

保护膜的作用是防止晶片与外界接触和摩损,并起声阻抗匹配作用。

在超声波测距系统中,用脉冲激励超声波探头的压电晶片,使其产生机械振动,这种振动在与其接触的介质中传播,便形成了超声波。

就是探头接通电源后以一定的频率不断发出声波,当声波遇到障碍物时便会反射回来,反射回来的声波遇到探头就会对探头产生振动,从而产生相应的电压。

利用超声波测量距离的原理如图l所示,主要由超声波发射、超声波接收与信号转换、温度传感器电路组成。

超声波测距系统的设计

超声波测距系统的设计

超声波测距系统的设计引言:超声波测距系统是一种常见的距离测量技术,利用超声波在空气中传播时的特性进行测量。

相对于光学传感器,超声波测距系统具有较低的成本、较小的体积和更大的测量范围。

因此,在工业自动化、机器人导航和智能设备等领域具有广阔的应用前景。

本文将介绍超声波测距系统的设计原理、硬件配置和软件实现,以及一些常见的应用案例。

一、设计原理:超声波测距系统的设计基于声音在空气中的传播速度,即声速。

根据超声波经过物体并反射回来所花费的时间,可以计算出物体与传感器之间的距离。

一般来说,超声波传感器由发射器和接收器组成。

发射器发出超声波脉冲,然后接收器接收到反射回来的超声波信号。

通过计算发射和接收的时间差,可以得到物体与传感器的距离。

由于超声波的传播速度与环境条件有关,如温度、湿度等,所以在进行距离计算时需要进行修正。

二、硬件配置:选择合适的超声波传感器是设计中的第一步。

一般来说,超声波传感器的频率越高,测量精度越高,但测量距离也越短。

因此,在选择传感器时需要根据具体应用需求进行权衡。

另外,传感器的外观尺寸和接口类型也需要考虑,以便与其他硬件设备进行连接。

控制电路主要由单片机和时钟模块组成。

单片机负责接收超声波信号,并通过定时器记录接收到信号的时间点。

时钟模块用于计时,以确定超声波传播的时间差。

显示电路可以选择LCD显示屏或数码管等设备。

显示电路的设计取决于测量结果的格式和精度要求。

一般来说,LCD显示屏具有更好的显示效果,但成本较高,而数码管则相对便宜但显示效果较差。

根据具体应用需求选择合适的显示电路。

三、软件实现:距离计算部分根据接收到信号的时间差和声速进行计算。

由于超声波的传播速度与环境条件有关,所以需要根据实际环境和传感器的特性进行修正。

通常可以通过校准来确定修正系数,并将其应用于距离计算公式中。

除了基本的测距功能,超声波测距系统还可以提供其他功能,如障碍物检测、移动物体跟踪等。

这些功能的实现主要依靠信号处理和算法设计。

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目录一、课程设计目的 (2)二、内容及要求 (2)2.1、设计内容 (2)2.2、设计要求 (2)三、超声波传感器的工作原理 (2)四、系统框图 (3)五、单元电路设计原理 (3)5.1、51系列单片机的功能特 (4)5.2、超声波发射电路 (4)5.3、超声波检测接收电路 (5)六、完整的电路图…………………………………………………………………七、程序流程图 (6)八、参考文献 (7)九、设计中的问题及解决方法 (7)十、总结 (7)一、课程设计目的通过《传感器及检测技术》课程设计,掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。

进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。

二、内容及要求超声波测距系统设计2.1设计内容采用40KHz的超声波发射和接收传感器测量距离。

可采用发射和接收之间的距离,也可将发射和接收平行放在一起,通过反射测量距离。

功能:1)LED数码管显示测量距离,精确到小数点后一位(单位:cm)。

2)测量范围:30cm~200cm。

3)误差<0.5cm。

4)其它。

2.2设计要求1)掌握传感器的工作原理及相应的辅助电路设计方法。

2)独立设计原理图及相应的硬件电路。

3)设计说明书格式规范,层次合理,重点突出。

并附上详细的原理图。

三、超声波传感器的工作原理由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。

利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。

目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。

根据设计要求并综合各方面因素,本文采用AT89C51单片机作为控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器。

超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受,根据超声波传播的时间来计算出传播距离。

实用的测距方法有两种,一种是在被测距离的两端,一端发射,另一端接收的直接波方式,适用于身高计;一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式,适用于测距仪。

此次设计采用反射波方式。

理论计算如图1所示为反射时间法,是利用检测声波发出到接收到被测物反射回波的时间来测量距离其原理如图所示,对于距离较短和要求不高的场合我们可认为空气中的声速为常数,我们通过测量回波时间T利用公式(T/2)CS=其中,S为被*测距离、V为空气中声速、T为回波时间(T2=),这样可以求出距离:T1T+T2)/2-C(T1S图1 测距的原理超声波测距的算法设计原理为超声波发生器T 在某一时刻发出一个超声波信号,当这个超声波遇到被测物体后反射回来,就被超声波接收器R 所接收到。

这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间,就可算出超声波发生器与反射物体的距离。

在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0,利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。

当收到超声波反射波时,接收电路输出端产生一个负跳变,在INT0或INT1端产生一个中断请求信号,单片机响应外部中断请求,执行外部中断服务子程序,读取时间差,计算距离。

四、系统框图单片机发出40kHZ 的信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得时间为t ,再由软件进行判别、计算,得出距离数并送LED 显示。

图2 超声波测距仪原理框图五、单元电路设计原理硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。

单片机采用AT89C51或其兼容系列。

采用12MHz 高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。

单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz 的方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返超声波发射器 放大电路 超声波接收器 放大电路 锁相环检波电路定时器 单片机控制 显示器回信号。

显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管,段码用74LS04驱动。

5.1 51系列单片机的功能特点5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式,内部由CPU,4KB的ROM,256B的RAM,2个16B的定时/计数器T0和T1,4个8 B的I/O端口:P0,P1,P2,P3,一个全双功串行通信口等组成。

特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(EPROM),使其在实际中有着十分广泛的用途,在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。

该系列单片机引脚与封装如图3所示。

图3 51系列单片机封装图5l系列单片机提供以下功能:4KB存储器;256BRAM;32条I/O线;2个16B 定时/计数器;5个2级中断源;1个全双向的串行口以及时钟电路。

空闲方式:CPU停止工作,而让RAM、定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。

掉电方式:保存RAM的内容,振荡器停振,禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。

5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。

充分利用他的片内资源,即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。

5.2超声波发射电路超声波发射电路原理图如图4所示。

发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成,单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极,另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极,用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端,可以提高超声波的发射强度。

输出端采两个反向器并联,用以提高驱动能力。

上位电阻R7、R8一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力,另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡时间。

图4 超声波发射电路原理图压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。

超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。

当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片会发生共振,并带动共振板振动产生超声波,这时它就是一个超声波发生器;反之,如果两电极问未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收换能器。

超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同,使用时应分清器件上的标志。

5.3 超声波检测接收电路如图5可以看到,集成芯片CX40106在接收部分电路中起了很大的作用。

CX40106是一款应用广泛的红外线检波接收的专用芯片,也适用于超声波,其具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点,由于红外遥控常用的载波频率38 KHz与测距的超声波频率40 KHz比较接近,而且CX40106内部设置的滤波器中心频率f0可由其5脚外接电阻调节,阻值越大中心频率越低,范围为30~60 KHz。

故本次设计用它来做接收电路。

CX40106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。

工作过程如下:接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器,将信号调整到合适幅值的矩形脉冲,由滤波器进行频率选择,滤除干扰信号,再经整形,送给输出端7脚。

当接收到与CX40106滤波器中心频率相符的回波信号时,其输出端7脚就输出低电平,而输出端7脚直接接到AT89C51的INT0引脚上,以触发中断。

若频率有一些误差,可调节芯片引脚5的外接电阻R2,将滤波器的中心频率设置在40KHz,就可达到理想的效果。

图5 超声波检测接收电路六、完整的电路图(附于设计报告最后)七、程序流程图软件分为两部分,主程序和中断服务程序,如图 6 所示。

主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。

定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射,外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。

主程序流程图定时中断服务子程序外部中断服务子程序图6软件流程图主程序首先是对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时计数器模式。

置位总中断允许位EA并给显示端口P0和P1清0。

然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲,为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发,需要延时约0.1 ms(这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因)后,才打开外中断0接收返回的超声波信号。

由于采用的是12 MHz的晶振,计数器每计一个数就是1μs,当主程序检测到接收成功的标志位后,将计数器T0中的数(即超声波来回所用的时间)按公式计算,即可得被测物体与测距仪之间的距离,设计时取20℃时的声速为344 m/s则有:=d=0cm172T0/1000(c?t)/2其中,T0为计数器T0的计算值。

测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示约0.5s,然后再发超声波脉冲重复测量过程。

为了有利于程序结构化和容易计算出距离,主程序采用C语言编写。

八、参考文献[1] 梁森.自动检测技术及应用.北京:机械工业出版社.2010.1[2] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉:武汉华中科技大学出版社.2002.5[3] 胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化.2003.10[4] 时德刚.刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制.2002.10[5] 李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社.1993.6[6] 苏长赞.红外线与超声波遥控.北京:人民邮电出版社.1993.7[7] 张谦琳.超声波检测原理和方法.北京:中国科技大学出版社.1993.10九、设计中的问题及解决方法单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差tr,然后求出距离s=ct/2,式中的c 为超声波波速。

限制该系统的最大可测距离存在4个因素:超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。

接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。

为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差,可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射/接收的设计方法。

由于超声波属于声波范围,其波速C与温度有关。

十、总结以往每做一次课程设计,感觉自己的收获总会不少,这次也不例外经过为期两个星期的课程设计,我将传感器及检测技术中的理论与实践相结合起来,对超声波传感器的原理及功能也有了进一步认识理解,还将单片机的原理结合起来了。

做课程设计是为了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合,在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论及应用知识并加以综合提高,学会将知识应用于实际的方法,提高分析和解决问题的能力。

还有一点让我很感动,遇到问题时,同学不厌其烦的帮忙解决问题举动,意识了一个团体力量的伟大。

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