电子论文-全方位超声测距系统

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1、武汉大学电子信息学院项目名称：全方位超声测距系统项目类别：电子设计组队方式：三人一组队长：张提升队员：张提升李大乾尹朝亮164全方位超声测距系统作者：张提升李大乾尹朝亮指导老师：黄根春摘要：本设计基于超声波测距原理，以单片机（AT89S52）+CPLD作为控制核心，采用渡越时间测量法测距，步进电机配合完成正反转等各种动作，实现了全方位超声测距。系统可在LCD上实时显示温度、距离和角度。本设计考虑到温度会对本系统测量的影响，根据超声波传播速度与温度的数学补偿公式，采取软件编程的方式予以科学合理的补偿，大大减少了温度变化对测量的影响，提高了测量精度。另一方面

2、，在实现计数功能的设计方面，我们用CPLD芯片取代了单片机外围扩展硬件电路，提高了计数的稳定性、可靠性、精确度，从而提高了超声波往返时间t的测量精度，最终达到了提高测距精度的目的。步进电机采用四相八拍工作方式，步进0.9°，相角测量也达到了很高的精度。关键字：超声波CPLD电动机单片机渡越时间测量法。注释：本设计技术是雷达原理的的缩影，是用来精密测量周围360度内的物体，并能准确判断方向，是对专业高科技技术的很好的学习和应用，有利于今后的学习和深造。它的意义是深远的。164目录1.系统设计…………………………………………………………41．1设计要求………

3、………………………………………….41．1．1任务……………………………………………41．2设计总体方案……………………………………….....41．2．1设计思路和部分原理论证……………………4（1）渡越时间测量法原理…………………………4（2）超声波发射器原理……………………………5（3）盲区及发、收时序……………………………6（4温度补偿…………………………………………6（5步进电机测相原理………………………………61.2.2方案论证与比较…………………………………10（1）控制方案………………………………………10（2）距离测量………………………

4、………………10（3）超声波发送脉冲的产生……………………….11⒉硬件电路设计………………………………………………132.1超声波发送部分…………………………………………132.2回波接收及处理部分……………………………………132.3步进电机部分……………………………………………152.4显示部分…………………………………………………162.5CPLD部分………………………………………………162.6电源部分…………………………………………………161643.硬件设计时的抗干扰技术……………………………………..183.1数字系统与模拟系统……………

5、……………………………183.2电源的干扰与抑制……………………………………………193.3接地技术………………………………………………………203.4隔离技术与屏蔽线的使用……………………………………213.5滤波技术………………………………………………………223.6常用芯片的抗干扰措施………………………………………233.7自激振荡及其消除方法………………………………………243.8运放参数测量介绍……………………………………………264.软件设计………………………………………………………..294.1软件流程图………………………………………………

6、…….304.2程序列单……………………………………………………….315．软件wave的使用方法…………………………………………...375.系统测试……………………………………………………………..685.1测量仪器及型号……………………………………………..685.2测试方法……………………………………………………..695.3测量数据……………………………………………………695.4实验误差分析………………………………………………....695.5结论……………………………………………………………70参考文献…………………………………………………

7、……………70附录元器件清单……………………………………………………71后续……………………………………………………………………731641641．系统设计1.1设计要求1.1.1任务设计并制作一个超声波测距系统，实现全方位距离的实时测量。测量距离大于1米，并能测方向。精度小于1cm，盲区尽量小。1.2设计总体方案1.2.1设计思路和部分原理论证整个系统由发射、接收、回波处理、系统控制、显示、电机控制和电源七个部分组成。发射部分的任务是将CPLD产生的40KHZ信号放大后提供给超声波换能器，由此将超声波发射出去；接收电路则接收由被测物反射回来的回波信号，

8、然后经回波处理部分放大、滤波、整形、反相后形成宽脉冲触发信号对判决电路进行触发；