超声波测距仪的设计

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1、超声波测距仪的设计摘要：电子测距仪要求测量范围在0.10～5.00m，测量精度1cm，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。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。该测距仪采用NE555电路、两级放大电

2、路和电平比较电路实现了超声波的发射与接收。单片机为该测距仪的核心单元，实现发射电路的控制和接收数据的处理。本系统在10～200cm的距离内测量精度可达±0.5cm，并且易于调试，成本低廉，具有很强的实用价值和良好的市场前景。关键字：超声波传感器，测距仪，PIC16F876AAbstract：UltrasonicRanging,canbeusedincarreversing,theconstructionsiteandthelocationofsomeindustrialsitemonitoring,canalsobeusedifthelevel,depthandleng

3、thofthepipeline,suchasmeasurementoccasions.Measurementoftherequirementsinthe0.10-5.00m,precision1cm,withthemeasurementofdetectedobjectswithoutdirectcontact,beingabletoclearlyshowstablemeasurementresults.Becauseofthestrongpointofultrasonicenergyconsumptionslow,mediumofcommunicationinthelo

4、ngerdistance,thusfrequentlyusedultrasonicdistancemeasurement,suchastherangefinderandlevelmeasurementandsooncanbeachievedbyultrasound.Useofultrasonictestingisoftenmorerapid,convenientandsimpleterms,easytoachievereal-timecontrol,andmeasurementaccuracycanmeetthepracticalrequirementsofindust

5、ry,inthemobilerobothasbeendevelopedonawiderangeofapplications.20TherangefinderonlyNE555circuit，twoamplifiercircuitandthelevelachievedacomparisonoflaunchingandreceivingultrasound.SCMrangefinderforthecoreelementsforlaunchingthecircuitcontrolandreceivedataprocessing.10-200cminthesystemofdis

6、tancemeasurementaccuracyupto±0.5cm，andeasytodebug，low-cost，withstrongpracticalvalueandgoodmarketprospects.Keywords:Ultrasonicsensors,rangefinder,PIC16F876A20目录一、系统方案比较与选择4方案一：利用分立模块的超声波测距仪4方案二：基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪4二、理论分析与计算61、测量与控制方法62、理论计算6三、电路与程序设计71、检测与驱动电路设计72、总体电路图123、软件设计与工作流程图14

7、四、系统调试151超声波测距误差分析152提高精度的方案及系统设计163、测量结果18五、创新发挥19六、设计结论2020一、系统方案比较与选择方案一：利用分立模块的超声波测距仪系统包括超声波测距模组、LED数码显示模组、驱动模组控制模组及电源五部分。超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成，超声波的发射受主控制器控制（如图1所示）；超声波换能器谐振在40KHz的频率，模块上带有40KHz方波产生电路。显示模块是一个8位段数码显示的LCD；测量结果的显示用到三位数字段码，格式为X点XX米，同时还用两位数字段码显示数据的个数。电源采用9V