带温度补偿的超声波测距系统设计模板

带温度补偿的超声波测距系统设计

南通大学

传感器与检测课程设计(预习）报告

项目：带温度补偿的超声波测距系统设计

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学期： - -2

前言 .................................................................... 错误!未定义书签。

一．课题调研 ..................................................... 错误!未定义书签。

1.1传感器选型 ................................................ 错误!未定义书签。

1.1.1可选温度传感器 DS18B20 .................... 错误!未定义书签。

1.1.2可选用AD590温度传感器................... 错误!未定义书签。

1.2超声波传感器............................................. 错误!未定义书签。

1.2.2选用MAX232芯片做发射电路 ........... 错误!未定义书签。

1.2.3超声波发射电路 ................................... 错误!未定义书签。

1.2.4超声波接收电路 ................................... 错误!未定义书签。

1.2.5选用TL074芯片作为接受电路............. 错误!未定义书签。

1.3多种实现方法。......................................... 错误!未定义书签。

1.3.1方法一：系统结构框图........................ 错误!未定义书签。

1.3.2工作原理 .............................................. 错误!未定义书签。

1.3.3方案二：系统结构图如下。 ................ 错误!未定义书签。二．总体设计 ..................................................... 错误!未定义书签。

2.1电路图 ........................................................ 错误!未定义书签。

2.1.1超声波模块电路 ................................... 错误!未定义书签。

2.2.1主程序设计。....................................... 错误!未定义书签。

前言

以AT89S51单片机为核心，设计了一种带温度补偿的超声波测距系统。系统包括单片机、超声波发射及接收模块、温度补偿模块、信息显示模块。温度补偿模块采用温度传感器DS18B20 采集环境温度，根据超声波速度与温度值的对应关系及时修正波速，以纠正温度的变化引起超声波测距系统产生的误差。

一．课题调研

1.1传感器选型

集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器，它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。

1.1.1可选温度传感器 DS18B20

由于声音的速度在不同的温度下有所不同，因此为提高精度，应经过温度补偿对超声波的传播速度进行校正。系统采用DS18B20传感器测量温度，DS18B20 温度传感器具有不受外界干扰、精度高、测温范围宽等优点。单片机口接DS18B20 数据总线，控制DS18B20 进行温度转换和传输数据，数据总线接10 kΩ的上拉电阻，作用是使总线控制器在温度转换期间无需一直保持高电平。

1.1.2可选用AD590温度传感器

AD590测量热力学温度、摄氏温度、两点温度差、多点最低温度、多点平均温度的具体电路，广泛应用于不同的温度控制场合。由于AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，常见于测温和热电偶的冷端补偿。AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kΩ时，输出电压O V随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使0V=273.2mV。或在室温下(25℃)条件下调整电位器,使0V=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只可保证在0℃或25℃附近有较高精度。

AD590把被测温度转换为电流再经过放大器和A/D转换器，输出数字量送给单片机进行温度控制。