高精度超声波测距电路的设计

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1、摘要本文阐述了超声波测距原理，介绍了如何用单片机实现高精度超声波曾局的具体电路，分析了其各单元工作原理，并给出了其程序流程图和源程序。提出了一种基于AT89C51单片机的超声波测距系统的设计方案。详细分析了影响测距系统精度的主要因素，设计了各单元电路的整体电路。重点介绍了提高测量精度的方案和具体实现电路。采用单片机的技术控制。并给出了控制流程图。电路具有结构简单，操作方便，精度高，应用广泛的特点。关键字：超声波测距单片机AT89C5140ABSTRACTAplanofultrasonicdistancemeasurementsystembasedonAT89C51isderived

2、inthispaper,themainfactorsimpactofprecisionareanalyzedindetailandtheunitcircuitandcompletecircuitaregiven.Theplanofimprovingtheaccuracyandspecificcircuitisintroduced.AllofthecomponentiscontrollerbyAT89C51,andthecontrolprogramflowispresented.Circuithavemanyadvantagessuchassimplestructure,easyto

3、use.highaccuracyandwideapplication.Keywords:ultrasonicdistancemeasurementSCMAT89C5140目录40第一章绪论…………………………………………………………………1.1超声波测距的意义…………………………………………………………………1.2本课题的探究方法…………………………………………………………………第二章设计方案论证………………………………………………………2.1设计任务……………………………………………………………………………2.2技术指标……………………………………………………………………………2

4、.3方框图………………………………………………………………………………第三章超声波发射电路设计………………………………………………3.1频率产生电路………………………………………………………………………3.2门控电路……………………………………………………………………………3.3发射驱动电路………………………………………………………………………第四章超声波接收电路设计…………………………………………………4.1超声波接收，放大电路……………………………………………………………4.2信号筛选电路………………………………………………………………………4.3信号整形电路………………………

5、………………………………………………4.4距离显示电路………………………………………………………………………4.5超声波测距电路原理图……………………………………………………………4.6具体的工作原理分析………………………………………………………………第五章软件程序设计……………………………………………………………第六章直流电源设计……………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………………40第一章绪论1.1超声波测距的意义一般认为，关于超声的研究最初

6、起始于1876年F1Galton的气哨实验。当时Galton在空气中产生的频率达300KHz,这是人类首次有效产生的高频声。而科学技术的发展往往与一些偶然的历史事件相联系。对超声的研究起到极大推动作用的是，1912年豪华客轮Titanic号在首航中碰撞冰山后的沉没，这个当时震惊世界的悲剧促使科学家们提出用声学方法来预测冰山，在随后的第一次世界大战中，对超声的研究得以进一步的促进。近些年来，随着超声技术研究的不断深入，再加上其具有的高精度、无损、非接触等优点，超声的应用变得越来越普及。目前已经广泛的应用在机械制造、电子冶金、航海、航空、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、

7、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。而我国，关于超声的大规模研究始于1956年。迄今，在超声的各个领域都开展了研究和应用，其中有少数项目已接近或达到了国际水平。中国测试技术研究所李茂山在《超声波测距原理及实践技术》中详细地阐述了超声波的测距原理，并给出了实现超声波测距的具体框图，并讨论了影响超声波测距精度的几种原因。在本文中，他并未提及超声波测距所需的一些具体电路，只是给出了测距一般所需的电路名称，没有提及各种电路间的匹配。1998年，曼内斯德马泰克(秦皇岛)有限公