超聲波測距器的設(shè)計

1、08通信通信 超聲波測距器的設(shè)計超聲波測距器的設(shè)計 黎明職業(yè)大學(xué) 一、功能要求一、功能要求 超聲波測距器可應(yīng)用于汽車倒車。建筑施超聲波測距器可應(yīng)用于汽車倒車。建筑施 工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可 用于如液位、井深、管道長度、物體厚度等用于如液位、井深、管道長度、物體厚度等 的測量。其測量范圍為的測量。其測量范圍為0.104.00m，測，測 量精度為量精度為1cm。測量時與被測物體無直接接。測量時與被測物體無直接接 觸，能夠清晰、穩(wěn)定地顯示測量結(jié)果。觸，能夠清晰、穩(wěn)定地顯示測量結(jié)果。 黎明職業(yè)大學(xué) 二、方案論證二、方案論證 v 由于超聲波指向性強(qiáng)，

2、能量消耗慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng) 常用于距離的測量。利用超聲波檢測距離設(shè)計比較方便，計算處理也比較簡單，常用于距離的測量。利用超聲波檢測距離設(shè)計比較方便，計算處理也比較簡單， 并且在測量精度方面也能達(dá)到使用的要求。并且在測量精度方面也能達(dá)到使用的要求。 v 超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；另一類是用超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；另一類是用 機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括電壓型、電動型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括電壓型、電動型等；

3、機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、 液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波各不相同，因而用液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波各不相同，因而用 途也各不相同。目前在近距離測量方面較為常用的是壓電式超聲波換能器。途也各不相同。目前在近距離測量方面較為常用的是壓電式超聲波換能器。 v 根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，本例決定采用根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，本例決定采用at89c51單片機(jī)作為主控器，單片機(jī)作為主控器， 用動態(tài)掃描法實現(xiàn)用動態(tài)掃描法實現(xiàn)led數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機(jī)的定時器完成。超聲數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機(jī)的定時器完成。超聲 波測距器系統(tǒng)設(shè)計框圖如

4、下：波測距器系統(tǒng)設(shè)計框圖如下： 黎明職業(yè)大學(xué) 二、方案論證二、方案論證 v超聲波測距系統(tǒng)框圖超聲波測距系統(tǒng)框圖 at89c51 led顯示部 分 40khz振蕩 器 電平輸出信號放 大 接 收 傳 感 器 發(fā)射傳感 器 功 率 放 大 12mhz晶振 pc機(jī)顯示 黎明職業(yè)大學(xué) 三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路1 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路2 超聲波檢測接收電路超聲波檢測接收電路3 硬件電路主要分為以下三個部分：硬件電路主要分為以下三個部分： 黎明職業(yè)大學(xué) 三、三、 系統(tǒng)程序的設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計 v超聲波測距器原理圖超聲波測距器原理圖 發(fā)射

5、t 接收r t 2 t 1 黎明職業(yè)大學(xué) 三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 v超聲波換能器的工作原理 超聲波換能器結(jié)構(gòu)圖 壓電晶片 電極 共振板 黎明職業(yè)大學(xué) 三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 2. 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路 黎明職業(yè)大學(xué) 三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 3.超聲波檢測接收電路超聲波檢測接收電路 超聲波檢測接收電路超聲波檢測接收電路 黎明職業(yè)大學(xué) 三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計三、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 復(fù)位電路 晶振電路 led顯示電路 黎明職業(yè)大學(xué) 五、五、 系統(tǒng)程序的設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計 開始 系統(tǒng)初始化 發(fā)送超聲波脈沖 等待反射超聲波 計算距

6、離 顯示結(jié)果 黎明職業(yè)大學(xué) 四、四、 系統(tǒng)程序的設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計 v超聲波測距器的算法設(shè)計超聲波測距器的算法設(shè)計 距離計算公式：距離計算公式：d=s/2=(vt)/2 其中其中d是被測物與測距器的距離；是被測物與測距器的距離；s是超是超 聲波的來回路程，聲波的來回路程，v是超聲波在當(dāng)前溫度下是超聲波在當(dāng)前溫度下 的速度，的速度，t是發(fā)送和接收超聲波所經(jīng)歷的時間。是發(fā)送和接收超聲波所經(jīng)歷的時間。 v距器使用數(shù)碼管和通過與距器使用數(shù)碼管和通過與pc機(jī)通信用機(jī)通信用flash 在在pc機(jī)上顯示目標(biāo)物的距離。機(jī)上顯示目標(biāo)物的距離。 黎明職業(yè)大學(xué) 四、四、 系統(tǒng)程序的設(shè)計系統(tǒng)程序的設(shè)計 的溢出率）定時器波特率1( 32 2 smod )256( 12 x fosc )256(1232 2 x fosc s