众文网1.超声波测距仪的毕业设计：开题报告和文献综述
2008-09-26 09:22 <DIR>； 参考文献
2008-09-26 09:22 <DIR>； 翻译与原文
2008-09-26 09:23 96,768 开题报告.doc
2008-09-26 09:23 24,064 实习报告.doc
2008-09-26 09:23 91,136 实习日记.doc
2008-09-26 09:23 136,192 文献综述.doc
2008-09-26 09:23 523,776 毕业论文.doc【摘要】超声波测距技术在当今社会生活中已有很广泛的应用，本论文在了解超声波测距原理的基础上，完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的软硬件设计，其中的控制芯片是采用凌阳公司开发的SPCE061A系列单片机。论文着重介绍了SPCE061A与超声波测距模块组成的超声波测距系统的组成原理以及应用，另外也介绍了LED显示等模组的应用。该系统可广泛应用于小距离测距、机器人检测、车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案。最后实际使用表明能实现基本测量。【关键词】SPCE061A 超声波 距离测量目 录
一、引言 4
二、凌阳SPCE061A简介 5
2.1总述 5
2.2性能 5
2.3结构概览 6
2.4 61板卡说明 7
三、系统分析与设计 9
3.1超声波测距基本原理 9
3.2系统总体方案介绍 10
四、硬件电路设计 11
4.1 超声波发射模块 11
4.2 超声波接受模块 11
4.3键盘模块 12
4.4 LED显示模块 12
4.5 超声波测距系统工作过程 14
五、以SPCE061A为核心的软件设计 15
5.1 总体设计 15
5.2 测距算法 16
5.3系统调试 18
六、系统的测试与结果分析 21
6.1 系统误差分析 21
6.2 系统测试 21
七、结束语 22
八、参考文献 23
九、致谢 24
十、附录（源程序）25
2.超声波测距仪论文
想要更好的文章就先把悬赏分设高点嘛~~~不然哪有像我这样的好心人呢。
超声 波 测 距 系 统Ul tFaSOgiC DiStance Meter System史晓华杜新培Shi Xiaohua Du Xinpei（天津工业入学计算机与自动化学院，天津300 1 60）(School of Computer Technology and Automatiaon,Tianjin Ploytechnic University,Tianjin 300160)摘要：本文介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声测距系统。该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离，并且描述了系统研制的理论基础。
文章概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声传感器的原理及特性，并且在介绍超声测距系统的基础上.提出了系统的总体构成。~关键词：超声波；单片机中图分类号：TP31 1 文献标识码：A 文章编号：1671—4792一（2008）5—0036—03Abstract:The thesis introduces a kind of pulse-reflection ultrasonic distance meter system based on microcontroller. 2"he system could measure certain distance with the reflected wave on condition in which the speedof transmitting wave is fixed. 1t generallY specifies the theoretical foundation of the system.This papersummarizes the deve1opment and fundamental principle of U1trasonic detection. Then it presents the theory andcharacters of ultrasonic sensor.Moreover, i t proposes the whole structure of the system by i ntroduc ing thefunction of ultrasonic distance meter.Kevwords:U1trasoniC Wave;MCU0 引言 为：检测从超声波发射器发出的超声波（假设传播介质为气目前各种超声波仪器和装置己经广泛地应用在工业、通 体），经气体介质的传播到接收器的时间即往返时间。
往返信、医疗等许多行业中。超声检测技术的基本原理是利用某 时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。
而所种待测的非声量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、测距离是声波传输距离的一半，即：温度、流量、液位、厚度、缺陷等）之间存在着的直接或间L=L。v*t (1)接的关系，在确定了这些关系之后就可通过测定这些超声物 在上式中，L为待测距离，v为超声波的声速，t为往返理量来测出待测的非声量。
正是在这种工作原理下，我们可 时 。若要求测距误差小于o.1m，已知声速v=344m/s(201C以充分地利用超声波的各种特性来研制超声波传感器，配合 时)，显然，直接用秒表测时间是不现实的。
不同的信号处理与显示电路完成许多待测量的检测工作。 因此，实现超声波测距必须避开直接测量时间的方法，测距是立足于声速在既定的均匀媒介传播速度有一恒定 才能获得实用的测长精度。
对超声波传播时间的测量可以归数值，不随声波频率变化的特点。超声波测距的关键是把声 结到对超声波回波前沿的检测。
检测脉冲计数法：脉冲检测源由反射到返回的传播时间计量出来，若要求测距误差小于 法是对有回波信号经检测电路产生的脉冲进行检测的方法。0.01米，那么测量H寸间的误差必须小于30微秒。
因此，实 本文采用的是脉冲检测计数法。这种方法实现起来较包络检现声波测距须避开直接测量日、『间的方法，才能获得实用的测 测方便，电路实现简单，精度也较高。
实现的方法是当回波长精度。 信号经放大处理后，进入比较器，调整好合适的阈值在比较1 超声测距原理 器的输出端就会产生40kHz的方波。
利用查询或者中断的方本文的硬件设计采用超声波往返时 检测法， 其原理 法便可以检测出这些脉冲，便于测量出发射到接收到脉冲的5Q维普资讯 时间。2 超声测距系统的总体方案发射电压从理论上说是越高越好，因为对同一只发射传感器而言，电压越高，发射的超声功率就越大，这样能够在接收传感器上接收的回波功率就比较大，对于接收电路的设计就相对简单一些。
但是，每一只实际的发射传感器有其工作电压的极限值，即当工作电压超过了这个极限值之后，会对传感器的内部电路造成不可恢复的损害。发射部分的点脉冲电压很高，但是由障碍物回波引起的压电晶片产生的射频电压不过几十毫伏，要对这样小的信号进行处理就必须放大到一定的幅度。
最终达到对回波进行放大检测，产生一个单片机能够识别的中断信号作为回波到达的标志。图一超声测距硬件结构图3 超声测距系统的硬件3.1发射电路（1）发射波形发射部分用单片机控制产生40KIlz的方波，然后加以驱动。
如图二所示波形是PWM波形经过三极管放大后发生轻微变化，之后送至发射传感器发射的信号波形， 理论上说该信号是稳定无变化的。为使传感器充分震荡，发射脉宽不可以过小，一般来说我们选择40KIlz的方波信号，但是实际情况是我们可以得到频率为39KIIz到40KHz之间的信号。
， r ，图二三极管放大后的信号波形（2）发射电压传感器发射电压大小主要取决于发射信号损失及接收机6Q的灵敏度，综合各种损耗的因素，包括往返传播损失、声波传输损失、声波反射损失、环境噪声损失等。在发射端电源处极其容易产生干扰，可以选择适当大d,fl-'J电容进行滤波。
设计的发射电路如图三所示。图三超声波发射电路3.2接收放大部分接收放大单元的作用。
3.超声波测距论文摘要
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。
本设计采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。
4.超声波测距模块
一、超声波测距模块的类型 超声目前比较常用的有URM37，超声波传感器默认是232接口，可以调为TTL接口，URM05大功率超声波传感器测试距离能到10米，算是目前来说测试距离比较远的一款了。
另外还有比较常用的国外的几款SRF系列的超声波模块。二、超声波测距模块的精确度 精确度：目前的超声波模块精度能到1cm 三、超声波测距的原理 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15℃时）。
X2是声波返回的时刻，X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.03S，则距离为340mx0.03S=10.2米。这就是超声波探头到反射物体之间的距离。
四、超声波测距的应用 超声波测距，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
5.超声波测距仪的设计
采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境（如含粉尘）具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如：测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是：仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。
超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。
总之，由以上分析可看出：利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。
希望能帮到你！
祝你快乐！！
6.超声波测距模块
对于第一个问题：
超声波测距，通常在10米以内，但也有个别厂家做到几十米甚至百米的。超声波测距有以下几个特点：1、频率越高，精度也越高，但检测距离越近（空气衰减增大）；2、输出功率越高、灵敏度越高，检测距离也越远（虽然是废话，但我必须写上）；3、通常检测角度小的，测距范围略远；4、以上因素所造成的影响加起来，可能没有被测物体带来的影响更大：例如一个刚性表面（例如钢板）和一根铁丝、或者在钢板表面铺满吸音绵、或者把钢板与探头法线夹角从垂直改为倾斜45度等等，这些因素所带来的影响最大的。这也许不太容易理解，如果把超声波比作可见光，那么刚性表面可以理解成镜子，要想让你发现距离很远的人，对方用镜子‘晃’你是最好不过的了。但如果把镜子罩上黑纸，或者把镜子倾斜45度所带来的影响，你我可想而知，超声波也一样。
第二个问题：
一个单片机上同时使用几个不同频率的超声波模块，这就是软件程序的问题，没有什么难度，大学生就可以做，我想你一定也没问题。关于测距模块，从20KHz~400KHz，测距范围从0.1m~30m这些都不难购到，技术也不是很难。问题是，你能找到这么多频率的探头么？虽然超声波探头的各种频率都有，但它是针对量程来划分的，同一个量程里，频率都很接近（例如3-10米测距基本都是40KHz）。你要在同一个量程里找出4种不同频率来，恐怕是有难度的。当然你也可以用4种不同的频率来驱动同一种探头。可是，若4个频率中的某个频率与探头的中心频率差别大了（例如超过5%），会导致效率大幅减低，如果频率差别小了，识别、区分他们又有困难，例如对于一个40KHz的探头，一般厂家规定的下限和上限也就是38KHz~42KHz，我们就算冒险用到37KHz~43KHz（从可靠性和稳定性考虑，我不赞成这么用），你需要区分37KHz、39KHz、41KHz、43KHz四种频率的反馈信号，如此以来，常规的测距电路是不能用了，你需要研究一种全新的测距方案来识别他们，而且不能影响正常的计时精度，我建议你参考一些微波雷达的技术。
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