超声波测距在机器人避障中的应用论文

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1、超声波测距在机器人避障中的应用毕业论文目　录绪论11课题设计目的及意义11.1设计的目的11.2设计的意义12超声波测距仪的设计思路12.1超声波测距原理13课题设计的任务和要求2第一章超声波测距系统硬件设计21系统设计2251系列单片机的功能特点33系统硬件结构的设计33.1单片机显示电路原理43.2超声波发射电路43.3超声波检测接收电路43.4超声波测距系统的总电路5第二章超声波测距系统的软件设计51超声波测距仪的算法设计52主程序流程图63超声波发生子程序和超声波接收中断程序74系统的软

2、硬件的调试7第三章超声波测距系统在智能机器人中的应用71避障系统设计思想82硬件设计83软件设计9总结12致谢13参考文献14附录1522绪论1课题设计目的及意义1.1设计的目的随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，

3、如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的

4、作用。1.2设计的意义随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我

5、设计超声波测距仪的意义。2超声波测距仪的设计思路2.1超声波测距原理发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。表1-1超声波波速与温度的关系表22温度（℃）-30-20-100102030100声速（m／s）3133193

6、253313373443493863课题设计的任务和要求设计一超声波测距仪，任务：(1).了解超声波测距原理。(2).根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。设计一超声波测距器，要求：(1).设计出超声波测距器的软件结构电路。(2).对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。(3).以数字的形式显示测量距离。第一章超声波测距系统硬件设计1系统设计利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，其测量精度也能达到使用要求。超

7、声波发生器可以分为两大类：一类是用机械方式产生超声波，一类是用电气方式产生超声波。电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。根据设计要求并综合各方面因素，本设计采用AT89C51单片机作为控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。单片机发出40kHz的信号经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再

8、由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED显示。如图1所示。超声波接受超声波发送单片机控制器LED显示扫描驱动图1超声波测距器系统方案超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。本设计采用反射波方式。测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。22251系列单片机的功能特点51系列单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、可重复编程和方便功能扩展等优点，在市场上得到广泛的应用。因此此次设计采用51系