超声波测距系统的应用设计

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1、目录前言IV1.超声波测距仪11.1检测技术11.1.1检测系统的组成11.2传感器21.2.1传感器的定义21.2.2传感器的基本组成部分21.2.3传感器的分类31.2.4传感器的性能参数及要求31.3国内外超声波测距仪的现状31.3.1国外测距仪的现状31.3.2国内测距仪的现状42.超声波测距仪测距原理及总体设计62.1超声波测距仪测距原理62.1.1测距原理62.1.2超声波测距仪的理论分析7472.2超声波传感器工作原理92.2.1超声波传感器基本结构及工作原理92.2.2超声波传感器的工作方式102

2、.3超声波测距仪的总体设计112.3.1总体设计思想112.3.2工作过程133.系统结构及硬件设计143.1超声波测距仪的硬件设计思想143.28051单片机系统153.3复位电路设计163.4电源电路原理图163.5超声波发射电路设计183.5.1超声波发射电路功能183.5.2超声波发射电路原理图183.5.3超声波驱动电路原理图193.6超声波接收电路213.6.1超声波接收电路功能213.6.2超声波接收电路原理图22473.7微弱信号换向选通电路原理图243.874LS164静态显示电路原理图274.

3、测温电路原理294.1温度补偿目的294．2测温电路设计原理及原理图295.软件设计315.1软件设计总体框图315.2软件程序设计345.2.1延时模块385.2.2数据处理模块395.2.3显示模块405.2.4测温模块406.结论42参考文献44致谢4647前言随着社会生产和科学的发展，智能机器人的研究越来越受到社会各界的广泛重视。机器人学包括控制、传感技术、视觉和人工智能等多方面的知识，我们仅在控制和传感技术方面进行了初步的尝试，对一台微型电动车进行了改装，模拟轮式移动机器人，设计出基于单片机控制的移动机

4、器人超声波测距控制系统。在现场生产中，在某一段距离上用机器运输一定的物料至指定地点，运送机器如果具有自动避障的功能，会节省很大的成本和人力资源，提高工作效率的作用。在很多现场中具有自动运行功能的小车很多，但是在小车行进的过程中可能会遇到障碍，于是研究具有自动避障功能的小车就很有意义了。要解决自动避障问题，首先小车的"眼睛"即检测系统要能很好的反应小车的距离及位置，常用的距离检测系统有红外检测，超声波检测，差动传感器系统等等[1]。这里用到的是超声波检测系统。超声波具有穿透性强，具有一定的方向性，传输过程中衰减较小

5、，反射能力较强的优点。这种采用微型单片机控制的自动避障小车具有一定的智能，能识别一般大小的障碍物体，并具有自动避障的能力，具有快速响应的能力。47471.超声波测距仪1.1检测技术1.1.1检测系统的组成检测技术几乎已应用于所有的行业，它是多学科知识的综合应用，设计半导体技术、激光技术、光纤技术、声控技术、遥感技术、自动化技术、计算机应用技术，以及数理统计、控制论、信息论等近代新技术和新理论。检测系统的最终目的就是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，为了实现此目的，一个广义的检测系统一般由激励装置、测试装置

6、、数据处理与记录装置所组成。测试对象激励信号传感器信号调理电路信号分析与记录电信号输出图1-1检测系统原理图Fig1-1Detectionsystemdiagram为了保证测量结果的准确性，上述各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应和尽量不失真的关系，这种关系通常是线性关系，而且尽能地减少或消除各种干扰，使有用信号进入系统。471.2传感器1.2.1传感器的定义传感器是信息检测的必要工具，是生产自动化、科学测试、计量核算、检测诊断等系统中必不可少的基础环节[6]。通常是检测系统与被测对象之间的接口，处于检测系统

7、的输入端，其性能直接影响着整个检测系统，对检测精确度起着主要作用。一般来讲，自动检测装置中最初感受被测量并将它转换为可用信号输出的器件叫传感器，在工程上也称为探测器、换能器、测量头。传感器也可定义为能把特定的被测信息（物理、化学、生物等）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。1.2.2传感器的基本组成部分传感器由敏感元件、转化元件和其他辅助元件组成。图1-2传感器电路原理图Fig1-2sensorcircuitdiagram数据敏感元件传感元件信号调理转换电路转换电路电源471.2.3传感器的分类传感器

8、的分类由于工作原理、测量方法和被测对象的不同，传感器的分类方法也不同。目前，采用较多的分类方法如下。按信号变换的特征、用途、工作的物理基础、能量关系、测量方式、输出信号的形式等1.2.4传感器的性能参数及要求传感器的优劣，一般通过若干主要性能指标来表示。除了前面已在一般检测系统中介绍的特征参数如灵敏度、线性度、分辨率、准确度、频率特性等特性外，还常用阀值、漂移、过载能力、