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南昌工程学院
10 级毕业(设计)论文开题报告
电气与电子工程系(院) 电子信息工程 专业
题 目 超声波测距仪的设计
学
生
姓
名
班
级
学
号
指
导
教
师
日
期 年 月 日
南昌工程学院教务处订制
题目:超声波测距仪的设计
一、选题的依据及课题的意义
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,利用超声波测距,在许多方面有很多优势。总之,本课题的研究是非常有实用和商业价值。
二、研究概况及发展趋势综述
随着社会的发展,人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播,定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射,利用这一特性,通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离,从而实现无接触测量物体距离。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。超声波测量在国防航空航天、电力石化、机械材料、医疗等众多领域具有广泛的作用,它不但可以保证产品质量保障安全,还可以起到节约能源,降低成本的作用。超声波与光波、电磁波、射线等检测相比,其最大特点是穿透力强,几乎可以在任何物体中传播,了解被测物体内部情况。超声检测设备还具有结构简单,成本低廉,使用方便的优点,有利于工程实际使用。近十年来,由于微机技术,现代电子技术,信号处理技术以及超声波产生和接收技术的发展,突破了常规超声测量的限制,进一步开拓了其适用范围。
三、研究内容及实验方案
超声波测距原理
超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见,超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为:L=C×T
式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
主程序
主程序流程图
超声波测距系统的电路设计
1、40kHz 脉冲的产生与超声波发射
测距系统中的超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷传感器,它的工作电压是
40kHz的脉冲信号,这由单片机执行下面 程序来产生。PUZEL:MOV 14H, #12H;超声波发射持续200msHERE:CPL P1.0 ;输出40kHz方波
NOP;NOP;NOP;
DJNZ14H,HERE;
RET
前方测距电路的输入端接单片机 P1.0端口,单片机执行上面的程序后,在P1.
0 端口输出一个40kHz的脉冲信号,经过三极管T放大,驱动超声波发射头 UCM40T,发出40kHz的脉冲超声波,且持续发射200ms。右侧和左侧测距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口,工作原理与前方测距 电路相同。
2、超声波的接收与处理
接收头采用与发射头配对的 UCM40R,将超声波调制脉冲变为交 变电压信号,经运算放大器IC1A和IC1B两极放大后加至IC2。IC2是带有锁定环的音频译码集成块LM567,内部的压控振荡器的中心频率f0=1/1.1R8C3,电容C4决定其锁定带宽。调节R8在发射的载频上,则LM567输入信号大于25mV,输出端8脚由高电平跃变为低电平,作为中断请求信号,送至 单片机处理。
前方测距电路的输出端接单片机 INT0端口,中断优先级最高,左、右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机 INT1端口,同时单片机P1.3和P1.4接到IC3A的输入端,中断源的识别由程序查询来处理, 中断优先级为先右后左。部分源程序如下:
RECEIVE1:PUSH PSWPUSH ACC
CLR EX1 ;关外部中断1
JNB P1.1, RIGHT ;P1.1引脚为0,转至右测距电路中断服务程序JNB P1.2, LEFT ;P1.2引脚为0,转至左测距电路中断服务程序RETURN:SETBEX1;开外部中断1
四、目标、主要特色及工作进度
开始4周:查找资料、方案论证、英文资料翻译
4周:系统软件设计
2周:软件调试
1周:撰写论文、答辩
五、主要参考文献(按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出)
1、《单片机原理与应
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