超声波测距毕业设计PPT.ppt 12页

'基于单片机的超声波测距系统电路设计 选题背景及目的超声波传感器模块在测量方面有着广泛、普遍的应用。利用单片机控制超声波检测模块往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且测量精度较高。超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深和管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。 超声波介绍当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。人类耳朵能听到的声波频率为20～20K赫兹。当声波的振动频率大于20K赫兹或小于20赫兹时，人们便听不见了。因此，把频率高于20K赫兹的声波称为“超声波”。超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。可用于测距，测速，清洗，焊接和碎石等。在医学，军事，工业以及农业上有明显的作用。 超声波测距的原理超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=vt/2 总体设计方案 发射电路 接收电路 测温电路 电源电路 硬件电路设计优化由于空气对超声波的吸收与超声波频率成正比，因此用来测距的超声波的频率不能很高。另一方面，频率越低，波长越长，测量的绝对误差就越大。所以，40Kz的超声波单频测距的范围只有8～10米。为了解决测量范围和测量精度之间的矛盾，我们可以采用双频测距的方法。其测距原理是：控制器现发出一串频率为fH的超声波，串长度可以有10～16个完整的波形，接着送出4～8fL低频率的超声波。这种在时域上连续的两种频率的超声波被前方的目标反射后，形成回波，回波经由接收器形成回波脉冲EchoH和EchoL。由于高频声波先发出，对于同一个目标，其回波EchoH先到达CPU，因此，对于较近的目标，首先用高频超声波探测。当目标较远时，高频超声波被空气吸收而大幅衰减，接收器接收到的回波中只有低频超声波EchoL。 t0、t1分别为高、低超声波发射的开始时间，t2、t3为高、低超声波回波到达的时间，所测得的距离分别为：D1=c(t2-t0)/2D2=c(t3-t1)/2经试验可知，用双频超声波发射，量程可达到25m。 谢谢！'