基于单片机的超声波测距系统设计

《基于单片机的超声波测距系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、!""#W%九江职业技术学院学报（邹晓娥：基于单片机的超声波测距系统设计）基于单片机的超声波测距系统设计邹晓娥，李良仁（九江职业技术学院电气工程系，江西九江%%!""(）!-摘要：利用超声波测量距离是一种有效的非接触式测距方法，本文介绍单片机控制的超声波测距系统的原理，给出系统的硬件构成和软件控制流程，并在数据处理中采用了温度补偿修正。此系统具有易控制、工作可靠，测量精度高的优点。关键词：单片机；超声波；测距；补偿中图分类号：)*’+文献标识码：,文章编号：&""’$’-!!（!""#）"%$""!-$"!!"$&’()*,-#’&$./-0"!$+-&."1"-#2,&%34#"5

2、6-#7’&89$:8’5:2+,./0124$5676289$:8（;<289>4?3283B)5?C8?3D4A95，;<289，;389E，%%!""(）;<#,-.：7’5G?25@4I53<:@C5JF38?5K2C4<@?48@?LM

3、253M@4O535K2C:A3LA@M38JC9CI53<:89O:?F48N="4>’,7#：DCO?4IO<@:，0A:F48?K3H5，Q2@8?5I53<:I58@，D4IO58F@48引言超声波在工业生产、医疗技术、日常生活中的应用越来越多。超声波在介质中传播时在不同界面上具有反射的特性，由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离较远等特点，所以常用于测量物体的距离、厚度、液位等。其传播速度与介质的密度和弹性特性有关，它在空气中的传播速度为%R"I／F。超声波测距的方法有渡越时间法、频差法、幅值法等，本文利用超声波特性、渡越时间法，以采用S)+’D-&单片机作为核心控制器

4、件，应用T434J#""系列超声波传感器、T434J#-""系列超声波距离模块，实现超声波非接触式测距。由于超声波在空气中传播速度会随介质温度的升高而增大，影响测量精度，给出了修正方案。该系统可广泛应用于位移和距离测量。!超声波测距工作原理超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，其所经历的时间与超声波传播的路程的远近有关，测试传输时间可以得出距收稿日期：!""#$"%$!#：邹晓娥离，只要从测量点某一时间发射超声波，并测量该声波返回的时间即可实现测距。假如6（I）表示物体之间的距离，测得的时间为)（F），传播速度为>（I／F）表示，则有以下关系

5、式：!U"・#／!（I）但传播速度会随环境温度变化而变化。在空气中的传播速度，若以@（V）表示环境温度，则传播速度为#U%%&W-X"W#$（I／F）气温为&-V的音速为%R"W-I／F，!-V的时候为%R#W-I／F，测试距离约有!Y的误差。测量时按上式对超声波传播速度加以修正，以减小误差。"系统构成系统构成框图如下图&所示。该超声波测距系统由Z58[FD4IO公司生产的T434J#""系列超声波传感器、T434J#-""系列超声波距离模块和S)+’D-&单片机构成。T434J#""超声波传感器是集发射和接收一体的传感器，发射频率为R’WR%&.，发射角度为%"度。超声波传感器有一定惯#

6、%+#$+"3352=3@4A2AA52=322++@FG5@HF52@@3@2A:F2:8:F，222AG:A525::FG::A5F:@5323@F2@FFF4:@@52222F252225@32F3F532作者简介　万方数据（&’#($），女，九江职业技术学院教师。A:2A:2A:2A:2A:2九江职业技术学院学报:..,1!:,<&=)>(&<=*>AB&#(*>(’D5E#F>#(7&’AE性，发送结束后有一定余振，这种余振扰乱了系统捕捉返回信号，造成超声波传感器的测量范围受到限制，最近可测量!"#$。当接收回波时，%&(&+,-..内部有一个调谐电路，使得只有/01/!"2

7、信号才能通过，其他频率信号则被过滤，内部集成了放大器，对返回微弱超声波信号加以放大。图3系统硬件构成框图单片机45607-3用来对%&(&+,..系列超声波传感器和%&(&+,-..系列超声波距离模块的控制，单片机通过%31.引脚来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测895.引脚，当895.引脚电平由高电平变为低电平时就认为超声已返回，计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算可计算出超声波和障碍物之间的距离，由