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《超声波测距系统设计与实现毕业设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、西南交通大学毕业设计(论文)基于相位解模糊的超声波测距系统设计与实现年级:学号:姓名:专业:电子科学与技术（微电子技术方向）指导老师: 二零一零年六月摘要随着现代科技的迅速发展，对测距的研究和各方面的应用有很多，比如激光测距和超声波测距等等。其中超声波测距的特点是：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。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。常见的一种超声波测距原理是脉冲法，利用发射一个超声波脉冲接收反射脉冲之间的时间差和超声波在空气中的传播
2、速度乘积计算距离。实现功能的流程简单，但是精度不够。激光测距则可以利用相位法，激光相位法测距精度很高，但是实现起来比较复杂。课题是对超声波脉冲测距的一种改进，借鉴了激光相位差测距的方法，但是不完全一样，而是利用线缆将两个待测点连接起来。一端发射超声波，线缆的另一端接收，然后通过鉴相监测两点的相位差变化来测量两点的相对运动距离。测量结果分为两个部分，一部分是当前相位差值，通过鉴相器监测当前的瞬时相位差，这是一个小于等于360度的值；另一部分，设置一个计数器将两点移动过程中相位差变化了多少个360度。将两个部分的相位差值映射到距离的变化上去，然后求和，即可得到
3、距离的变化。整个系统的运算等功能在CPLD中运用硬件编程语言VHDL和原理图实现。论文分为五个部分，第一个部分为绪论，介绍了课题的研究目的和意义等，同时对本篇论文的主要内容和结构做了一定的阐述；第二部分为整体方案分析和设计的介绍，对系统的需求分析、硬件架构、软件功能、工作原理等都做了详细的阐述；第三部分为硬件电路的设计，超声波发射模块、接收模块及积分比较等都进行了详细的说明；第四部分则是对CPLD可编程功能实现进行分析，对利用相位差测量距离的算法等进行了详细分析；第五部分为硬件电路的PCB制作、对系统功能的测试和对数据中存在误差的分析。关键词：测距；相位差
4、；VHDL编程；CPLDAbstractWiththerapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,onthelocationoftheapplicationareas,suchasalaserrange-finderandultrasonicdistanceandsoon.Oneofthecharacteristicsoftheultrasonicdistanceis:ultrasonicpointtostrong,energyconsumptionisslow,mediumdistances,andultra
5、sonicdistancemeasurementoftenused,suchastheFinderandlevelmeasuringinstrument,etc,canbeimplementedbyultrasound.Useultrasonicinspectionisoftencomparedtoquickly,easily,andcalculateasimple,easy-to-achievereal-timecontrol.Commonultrasonicdistanceprincipleisthepulsemethod,usinganultraso
6、nicpulseemittedtoreceivereflectedpulseofandultrasonicinairspeedmultiplydistance.Implementationfeaturesprocesssimple,butaccuracyisnotenough.Laserdistancemeasurementyoucantakeadvantageofthephase,laserrangeprecisionphaseisveryhigh,butmorecomplextoimplement.Topicisontheultrasonicpulse
7、rangefinder,animprovedborrowinglaserphasedifferencerangingmethod,butnotexactlythesame,buttheuseofwires,aretwomeasuringpoints.Endoftheemissionultrasonic,ontheotherendofthecabletoreceive,andthenbyphasetwoofthephasechangemonitoringtomeasurethedistancebetweentwopointsofrelativemotion.
8、Themeasurementresultsaredividedin
