超声波测距ppt
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❖ 单片机采用89S51或其兼容系列。采用 12MHz高精度的晶振，以获得较稳定的时钟 频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输 出超声波转化器所需的40KHz方波信号，利 用外中断0口检测超声波接受电路输出的返回 信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED 数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP 三极管驱动。
单片机系统及显示电路
超声波接收电路
❖ 超声波接收部分采用集成芯片CX20106A，这是一款红外线 检波接收的专用芯片。内部电路由前置放大器、自动偏置电 平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和整形 输出电路组成。可以利用它作为超声波检测电路。
❖ 接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信 号调整到合适的幅值；再经过带通滤波器滤波得到有用信号， 滤除干扰信号；最后由峰值检波器和整形电路输出到锁相环 路，实现准确的计时。
主要内容
❖ 1.基于51单片机的超声波测距仪的设计背景 ❖ 2.超声波测距仪的功能介绍 ❖ 3.超声波测距仪的功能实现方法 ❖ 4.结束语 ❖ 5.致谢
超声波测距仪的设计背景
❖ 随着社会的发展，人们对距离或长度测量的 要求越来越高。超声波测距由于其能进行非 接触测量和相对较高的精度，越来越被人们 所重视。
vcc K 1 R10 K 1 R11 a Tf 12 46 0 1 U4BSN74LS04NU4CSN74LS04N U4ESN74LS04N 35 1 1 28 U4ASN74LS04NU4DSN74LS04N 19
超声波发射电路
系统方案分析与论证
❖ 影响精度的因素分析
❖
根据超声波测距式(1)可知测距的误差主要是由超声波的传播速度误差和测量距离传播
定一时器能保证时间误差在1 mm的测量范围内。时间差值精度达到微秒级，就能保证测
距误差小于1 mm的误差。因此可忽略声速的传播误差。
❖ 超声波的传播速度主要受空气密度所的影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快， 而空气的密度又与温度有着密切的关系。温度与超声波的速度之间的近似公式为：
❖
❖
式中：C0为零度时的声波速度332 m／s；T为实际温度(℃)。由此可见，测量精度与
超声波测距系统设计框图
控制系统的组成
1.控制系统主要由微处理器（ATMEL公司的 AT89C51单片机）
2.时钟电路（采用12MHz的无源晶体振荡器） 3.直流电源（直流5V的电源） 4.显示器件（四位数码管显示）
12 5 P VCC 2 1 D 1 R26 VCC
超声波系统的电源电路
单片机系统及显示电路
温度有着直接的关系，本文采用DS18B20温度传感器，对外界温度进行测量，并在软件中
实现温度补偿。
❖
DXP 2004简介
❖ DXP 2004，它是完全一体化电子产品开发系统的 一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的 板级设计解决方案。 DXP 2004是业界首例将设计 流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如 FPGA） 设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合 在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以 及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念 转变为最终成品所需的全部功能。
超声波控制系统电路图
超声波电路印制板图
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的时间误差引起的。
❖
对于时间误差主要由发送计时点和接收计时点准确性确定，为了能够提高计时点选择
的准确性，本文提出了对发射信号和加收信号通过校正的方式来实现准确计时。此外，当
要求测距误差小于1 mm时，假定超声波速度C=340 m／s(25℃室温)，使用的12 MHz晶体
作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用AT89S51的
VCC 21 1 P 管 极 二 光 LED1发 R 1R40 VCC 5 4.7KR 0 4 5 Q 5 8 6 6 4 4.7KR 8 0 3 8 5 Q 5 8 3 4.7KR 9 9 2 0 Q 5 5 8 2 2 1 4.7KR 2 1 p 0 abcdefgd 1 vcc 5 QDIG1 5 8 10 742153 e 11 i Rj 12 VCC 2 7 R22R23R21R25R24R26R27 R28 4 K 1 9 R10 4 8 C K 5 1 7 Ucx20106a F R11 p 0.056UF 6 0 7 3 5 3C a Tf 1 4 56 K 12 3 0 6 0 2 42 C R12 2 1 PMHDR1X9 38 2 7 VCC VCC 3.3uF 12345678901023456789 22222222233433333333 VCC A E ALE VCC K PSEN 4.7K 0 R13 46 1 p2.0/A8p2.1/A9 0 R14p2.2/A10p2.3/A11p2.4/A12p2.5/A13p2.6/A14p2.7/A15 p0.7/AD7p0.6/AD6p0.5/AD5p0.4/AD4p0.3/AD3p0.2/AD2p0.1/AD1p0.0/AD01 VCC F 5 u 1C D U4BSN74LS04NU4CSN74LS04N N U4ESN74LS04N 35 XTAL1p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7RSTp3.0/RXDp3.1/TXDp3.2/INT0p3.3/INT1p3.4/T0p3.5/T1p3.6/WRp3.7/RDXTAL2G 1 uat89c51 1 1 123456789 90123456780 11111111112 f p 3 0 3C 234 SSW-PBSSW-PBSSW-PB 228 VCC 1 f Y p 2 0 3C 1 U4ASN74LS04NU4DSN74LS04N 19 F u 1 0 1C 1 SSW-PB
单片机系统及显示电路
超声波接收电路
❖ 超声波接收部分采用集成芯片CX20106A，这是一款红外线 检波接收的专用芯片。内部电路由前置放大器、自动偏置电 平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和整形 输出电路组成。可以利用它作为超声波检测电路。
❖ 接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信 号调整到合适的幅值；再经过带通滤波器滤波得到有用信号， 滤除干扰信号；最后由峰值检波器和整形电路输出到锁相环 路，实现准确的计时。
主要内容
❖ 1.基于51单片机的超声波测距仪的设计背景 ❖ 2.超声波测距仪的功能介绍 ❖ 3.超声波测距仪的功能实现方法 ❖ 4.结束语 ❖ 5.致谢
超声波测距仪的设计背景
❖ 随着社会的发展，人们对距离或长度测量的 要求越来越高。超声波测距由于其能进行非 接触测量和相对较高的精度，越来越被人们 所重视。
vcc K 1 R10 K 1 R11 a Tf 12 46 0 1 U4BSN74LS04NU4CSN74LS04N U4ESN74LS04N 35 1 1 28 U4ASN74LS04NU4DSN74LS04N 19
超声波发射电路
系统方案分析与论证
❖ 影响精度的因素分析
❖
根据超声波测距式(1)可知测距的误差主要是由超声波的传播速度误差和测量距离传播
定一时器能保证时间误差在1 mm的测量范围内。时间差值精度达到微秒级，就能保证测
距误差小于1 mm的误差。因此可忽略声速的传播误差。
❖ 超声波的传播速度主要受空气密度所的影响，空气的密度越高则超声波的传播速度就越快， 而空气的密度又与温度有着密切的关系。温度与超声波的速度之间的近似公式为：
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式中：C0为零度时的声波速度332 m／s；T为实际温度(℃)。由此可见，测量精度与
超声波测距系统设计框图
控制系统的组成
1.控制系统主要由微处理器（ATMEL公司的 AT89C51单片机）
2.时钟电路（采用12MHz的无源晶体振荡器） 3.直流电源（直流5V的电源） 4.显示器件（四位数码管显示）
12 5 P VCC 2 1 D 1 R26 VCC
超声波系统的电源电路
单片机系统及显示电路
温度有着直接的关系，本文采用DS18B20温度传感器，对外界温度进行测量，并在软件中
实现温度补偿。
❖
DXP 2004简介
❖ DXP 2004，它是完全一体化电子产品开发系统的 一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的 板级设计解决方案。 DXP 2004是业界首例将设计 流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如 FPGA） 设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合 在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以 及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念 转变为最终成品所需的全部功能。
超声波控制系统电路图
超声波电路印制板图
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的时间误差引起的。
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对于时间误差主要由发送计时点和接收计时点准确性确定，为了能够提高计时点选择
的准确性，本文提出了对发射信号和加收信号通过校正的方式来实现准确计时。此外，当
要求测距误差小于1 mm时，假定超声波速度C=340 m／s(25℃室温)，使用的12 MHz晶体
作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用AT89S51的
VCC 21 1 P 管 极 二 光 LED1发 R 1R40 VCC 5 4.7KR 0 4 5 Q 5 8 6 6 4 4.7KR 8 0 3 8 5 Q 5 8 3 4.7KR 9 9 2 0 Q 5 5 8 2 2 1 4.7KR 2 1 p 0 abcdefgd 1 vcc 5 QDIG1 5 8 10 742153 e 11 i Rj 12 VCC 2 7 R22R23R21R25R24R26R27 R28 4 K 1 9 R10 4 8 C K 5 1 7 Ucx20106a F R11 p 0.056UF 6 0 7 3 5 3C a Tf 1 4 56 K 12 3 0 6 0 2 42 C R12 2 1 PMHDR1X9 38 2 7 VCC VCC 3.3uF 12345678901023456789 22222222233433333333 VCC A E ALE VCC K PSEN 4.7K 0 R13 46 1 p2.0/A8p2.1/A9 0 R14p2.2/A10p2.3/A11p2.4/A12p2.5/A13p2.6/A14p2.7/A15 p0.7/AD7p0.6/AD6p0.5/AD5p0.4/AD4p0.3/AD3p0.2/AD2p0.1/AD1p0.0/AD01 VCC F 5 u 1C D U4BSN74LS04NU4CSN74LS04N N U4ESN74LS04N 35 XTAL1p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7RSTp3.0/RXDp3.1/TXDp3.2/INT0p3.3/INT1p3.4/T0p3.5/T1p3.6/WRp3.7/RDXTAL2G 1 uat89c51 1 1 123456789 90123456780 11111111112 f p 3 0 3C 234 SSW-PBSSW-PBSSW-PB 228 VCC 1 f Y p 2 0 3C 1 U4ASN74LS04NU4DSN74LS04N 19 F u 1 0 1C 1 SSW-PB