超声波测距系统设计
基于labview的超声波测距系统

基于labview的超声波测距系统基于LabVIEW的超声波测距系统超声波测距系统是一种常见的测距技术,它利用超声波的特性进行距离测量。
而基于LabVIEW的超声波测距系统则是利用LabVIEW这一强大的图形化编程软件来实现超声波测距系统的设计与开发。
本文将介绍基于LabVIEW的超声波测距系统的设计原理、开发过程和优势。
一、设计原理基于LabVIEW的超声波测距系统的设计原理主要包括超声波发射与接收、测距计算与显示。
超声波传感器通过LabVIEW程序控制发射超声波信号,并接收反射回来的超声波信号。
根据超声波的传播速度和接收到信号的时间差,可以计算出目标物体与传感器之间的距离。
然后,LabVIEW程序将计算出的距离数据进行处理,并在界面上进行显示。
二、开发过程基于LabVIEW的超声波测距系统的开发过程分为硬件搭建、软件开发和系统调试三个阶段。
1. 硬件搭建:首先需要选择合适的超声波传感器和LabVIEW支持的硬件平台(如NI MyDAQ或NI ELVIS)。
将超声波传感器与硬件平台连接,并进行电路调试,确保传感器正常工作。
2. 软件开发:利用LabVIEW软件进行程序的编写。
编写程序来控制超声波传感器的发射与接收,并获取超声波信号的时间差。
然后,根据时间差计算出距离,并将距离数据传递给界面模块进行显示。
还可以添加一些功能模块,如数据记录、报警提示等。
3. 系统调试:完成软硬件的搭建和程序的编写后,需要对系统进行整体调试。
通过实际测量距离,并与预期结果进行对比,查找并解决可能存在的问题。
需要对界面进行美化和优化,提高系统的易用性和可视化程度。
三、优势1. 图形化编程:LabVIEW采用图形化编程方式,使得整个系统的设计与开发更加直观和简单。
通过简单拖拽和连接模块,即可完成复杂的程序编写,减少了开发周期和成本。
2. 多功能性:LabVIEW不仅可以实现超声波测距系统的设计,还可以结合其他传感器模块和数据处理模块,实现更加复杂的功能,如环境监测、控制系统等。
基于单片机超声波测距系统的设计和实现

基于单片机超声波测距系统的设计和实现超声波测距系统是利用超声波传播速度较快的特性,通过发射超声波并接收其回波来测量距离的一种常见的测距方式。
在本文中,我们将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计和实现。
一、系统设计原理超声波测距系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机和显示器组成。
其工作原理如下:1.发送超声波信号:超声波发射器通过单片机控制,向外发射超声波信号。
超声波的发射频率通常在40kHz左右,适合在空气中传播。
2.接收回波信号:超声波接收器接收到回波信号后,将信号经过放大和滤波处理后送入单片机。
3.距离计算:单片机通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。
以声速343m/s为例,超声波的往返时间与距离之间的关系为:距离=时间差×声速/2、通过单片机上的计时器和计数器来测量时间差。
4.数据显示:单片机将计算得到的距离数据通过显示器显示出来,实时展示被测物体与超声波传感器之间的距离。
二、系统设计步骤1.系统硬件设计:选择合适的超声波模块,其具有超声波发射器和接收器功能,并可通过接口与单片机连接。
设计好电源电路以及超声波传感器与单片机之间的连接方式。
2.系统软件设计:根据单片机的型号和编程语言,编写相应的程序。
包括超声波信号的发射和接收控制,计时和计数功能的编程,距离计算和数据显示的实现。
3.硬件连接和调试:将硬件连接好后,对系统进行调试。
包括超声波模块与单片机的连接是否正确,超声波信号的发射和接收是否正常,计时和计数功能是否准确等。
5.优化和改进:根据实际测试结果,对系统进行优化和改进。
如增加滤波和放大电路以提高信号质量,调整超声波模块的发射频率,改进显示方式等。
三、系统实现效果完成以上设计和实施后,我们可以得到一个基于单片机的超声波测距系统。
该系统使用简单,测距精度高,响应速度快,适用于各种距离测量的应用场景。
同时,该系统还可根据具体需求进行各种改进和扩展,如与其他传感器结合使用,增加报警功能等。
超声波测距系统

超声波测距系 统
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引言
目录
系统设计
引言
超声波测距是一种非接触式的测 量方法,具有精度高、可靠性强、
对环境适应性强等优点
本设计以51单片机为核心,利用 超声波传感器进行距离测量,实 现成
本系统主要由51单片机、超声波传感器、显示模块和电源模块组成
电路连接
系统设计
将超声波传感器的Trig和 Echo分别连接到51单片机的 P1.0和P1.1口 将LCD显示屏的RS、RW和E分 别连接到51单片机的P0.0、 P0.1和P0.2口
电源模块通过杜邦线连接到 51单片机和超声波传感器: 为它们提供工作电压
系统设计
软件设计
主要步骤
初始化:包括初始化LCD显示屏和超声波传感器 发送超声波:通过51单片机的P1.0口发送一个10微秒的脉冲信号,触发超声波传感器 发送超声波
THANKS
系统设计
接收回声:超声波传感器接 收到回声后,通过P1.1口将 信号发送到51单片机
计算距离:51单片机接收到 回声信号后,根据超声波传 感器的工作原理,计算出距 离
显示结果:将计算出的距离 通过LCD显示屏显示出来
系统设计
主要代码
由于代码较长,这里只给出部分关键代码,具体可以参考以下示例代码
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51单片机:作为系统的核心,负责处理和发送超声 波传感器的信号,并控制显示模块显示距离信息
超声波传感器:采用HC-SR04型号,该传感器具有测 量范围广、精度高等优点。其工作原理是利用超声 波的回声进行距离测量 显示模块:采用LCD显示屏,用于实时显示测量得到 的距离信息 电源模块:为整个系统提供稳定的工作电压
超声波测距系统的设计详解

超声波测距系统的设计详解超声波测距系统是一种基于超声波测量原理进行距离测量的系统。
它利用超声波在空气中的传播速度较快且能够穿透一定程度的障碍物的特点,通过向目标物体发射超声波并接收反射回来的波形信号,从而计算出目标与传感器之间的距离。
下面将详细介绍超声波测距系统的设计过程。
首先,超声波测距系统的设计需要明确测量的范围和精度要求。
根据需求确定测量距离的最大值和最小值,以及所需的测量精度。
这将有助于选择合适的超声波传感器和测量方法。
其次,选择合适的超声波传感器。
超声波传感器一般包括发射器和接收器两部分,发射器用于发射超声波,接收器用于接收反射回来的波形信号。
传感器的选择应考虑其工作频率、尺寸、功耗等因素。
一般来说,工作频率越高,测距的精度越高,但传感器的尺寸和功耗也会增加。
接下来是超声波信号的发射和接收电路的设计。
发射电路负责产生超声波信号,并将其发送到目标物体上。
接收电路负责接收反射回来的波形信号,并将其转换成可用的电信号。
发射电路常采用谐振频率发射,以提高发射效率和功耗控制。
接收电路则需要设计合适的放大和滤波电路,以增强接收到的信号并去除噪声。
然后是超声波信号的处理和计算。
接收到的波形信号需要进行模数转换和数字信号处理,以获取目标物体与传感器之间的距离。
常见的处理方法包括峰值检测、时差测量、相位比较等。
峰值检测法通过检测波形信号的峰值来判断目标距离;时差测量法通过测量发射和接收信号之间的时间差来计算距离;相位比较法通过比较两个信号的相位差来测量距离。
最后是系统的校准和调试。
校准是调整测距系统的参数,使其达到预定的测量精度。
常见的校准方法包括距离校准和零位校准。
调试是对整个系统进行功能和性能测试,确保其正常工作。
在调试过程中需要注意测距系统与其他系统的干扰和噪声问题,并进行相应的抑制和滤波处理。
总之,超声波测距系统的设计涉及到传感器选择、电路设计、信号处理和系统调试等多个方面。
合理的设计和调试能够保证系统的稳定性和可靠性,从而满足测量的要求。
基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计一、本文概述超声波测距技术因其非接触、高精度、实时性强等特点,在机器人导航、车辆避障、工业测量等领域得到了广泛应用。
STM32单片机作为一种高性能、低功耗的嵌入式系统核心,为超声波测距系统的设计提供了强大的硬件支持。
本文旨在设计一种基于STM32单片机的高精度超声波测距系统,以满足不同应用场景的需求。
二、超声波测距原理本部分将介绍超声波测距的基本原理,包括超声波的产生、传播、接收以及距离的计算方法。
同时,分析影响超声波测距精度的主要因素,为后续系统设计提供理论基础。
三、系统硬件设计3、1在设计基于STM32单片机的高精度超声波测距系统时,我们遵循了“精确测量、稳定传输、易于扩展”的总体设计思路。
我们选用了STM32系列单片机作为系统的核心控制器,利用其强大的处理能力和丰富的外设接口,实现了对超声波发射和接收的精确控制。
在具体设计中,我们采用了回波测距法,即发射超声波并检测其回波,通过测量发射与接收之间的时间差来计算距离。
这种方法对硬件的精度和稳定性要求很高,因此我们选用了高精度的超声波传感器和计时器,以确保测量结果的准确性。
我们还考虑到了系统的可扩展性。
通过STM32的串口通信功能,我们可以将测量数据上传至计算机或其他设备进行分析和处理,为后续的应用开发提供了便利。
我们还预留了多个IO接口,以便在需要时添加更多的传感器或功能模块。
本系统的设计思路是在保证精度的前提下,实现稳定、可靠的超声波测距功能,并兼顾系统的可扩展性和易用性。
31、1.1随着物联网、机器人技术和自动化控制的快速发展,精确的距离测量技术在各个领域的应用越来越广泛。
超声波测距技术作为一种非接触式的距离测量方式,因其具有测量精度高、稳定性好、成本相对较低等优点,在工业自动化、智能家居、机器人导航、安防监控等领域得到了广泛应用。
STM32单片机作为一款高性价比、低功耗、高性能的嵌入式微控制器,在智能设备开发中占据重要地位。
超声波测距设计方案

超声波测距设计方案1. 概述超声波测距是一种利用超声波传感器对目标物体进行距离测量的技术。
它具有非接触、精度高、速度快等优点,广泛应用于工业自动化等领域。
本设计方案旨在实现一个基于Arduino的超声波测距系统,可以测量距离在2cm~400cm之间的目标物体,并将结果显示在液晶屏上,以方便用户观察和使用。
2. 系统组成本系统由硬件和软件两部分组成,硬件系统包括超声波传感器、Arduino主控板、液晶屏、电源等部分;软件系统包括Arduino的程序。
2.1 超声波传感器超声波传感器是本系统中最关键的部分,它通过发射超声波信号并接收回波信号,测量目标物体与传感器的距离。
常用的超声波传感器有HC-SR04、JSN-SR04T等型号,本设计方案使用HC-SR04超声波传感器。
2.2 Arduino主控板Arduino是一种开源的嵌入式系统,具有方便、易用、可扩展等特点,可以实现各种各样的控制任务。
本设计方案使用Arduino UNO主控板,它是一种基于ATmega328P芯片的开发板,具有丰富的接口和较高的性能和稳定性。
2.3 液晶屏液晶屏是显示距离测量结果的部分,本设计方案采用16*2字符型液晶屏,能够显示2行16个字符,显示结果清晰、直观。
2.4 电源本系统采用外接直流电源供电,电压为5V,可以通过USB接口或外部电源插头供电。
3. 系统原理本系统的测距原理基于超声波传感器发射超声波信号并接收回波信号的原理。
当超声波传感器发射超声波信号后,信号会以声速传播在空气中,当遇到目标物体后,部分波信号会被目标物体反射回来,形成回波信号,超声波传感器接收到回波信号后,再通过计算超声波信号的来回时间、声速等参数,便可以计算出目标物体与传感器的距离。
4. 系统设计超声波传感器通过接口连接到Arduino主控板,并需要外接电源,具体接线图如下所示:超声波传感器 VCC -> Arduino 5V液晶屏 RW -> Arduino GND整个系统的软件设计主要包括两部分,一部分是超声波测距的程序,另一部分是液晶屏显示的程序。
超声波测距系统的设计

超声波测距系统的设计引言:一、硬件设计:1.选择传感器:超声波传感器是测距系统的核心部件,通常采用脉冲法进行测量。
在选择传感器时,应考虑工作频率、测量范围、精度和稳定性等参数,并根据实际需求进行选择。
2.驱动电路设计:超声波传感器需要高频信号进行激励,设计驱动电路时需要根据传感器的工作要求来设计合适的电路,保证信号稳定且能够满足传感器的工作需求。
3.接收电路设计:超声波传感器产生的脉冲回波需要经过接收电路进行信号放大和滤波处理,设计接收电路时需要考虑信号放大的增益、滤波器的截止频率以及抗干扰能力等因素。
4.控制板设计:控制板是超声波测距系统中的核心控制器,负责控制测距过程、数据处理以及通信等功能。
在设计控制板时,应根据系统的要求选择合适的微控制器或单片机,并设计合理的电路布局和电源电路。
二、软件编程:1.驱动程序开发:根据传感器的规格书和数据手册,编写相应的驱动程序,实现对超声波传感器的激励和接收。
2.距离计算算法开发:通过测量超声波的往返时间来计算距离,根据声速和时间的关系进行距离计算,并根据实际情况对计算结果进行修正。
3.数据处理和显示:根据实际需求,对测量得到的距离进行处理,并将结果显示在合适的显示设备上,如LCD屏幕或计算机等。
4.数据通信:如果需要将测量结果传输至其他设备或系统,则需要编写相应的数据通信程序,实现数据的传输和接收。
三、系统测试与优化:1.测试传感器性能:测试测距系统的稳定性、精度和灵敏度等性能指标,根据测试结果对系统参数进行优化和调整。
2.系统校准:超声波测距系统可能受到环境温度、湿度和声速等因素的影响,需要进行校准以提高测量精度。
3.系统集成与实际应用:将超声波测距系统与实际应用场景进行集成,进行实际测试和验证。
总结:超声波测距系统的设计包括硬件设计和软件编程两个方面,其中硬件设计主要包括传感器选择、驱动电路设计和接收电路设计等;软件编程主要包括驱动程序开发、距离计算算法开发、数据处理和显示以及数据通信等。
基于单片机的超声波测距系统的设计

基于单片机的超声波测距系统的设计引言超声波测距技术是一种常用的非接触式测距方法,广泛应用于工业自动化、无人驾驶、智能家居等领域。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计原理和实现方法,以及其在实际应用中的优势和局限性。
一、设计原理基于单片机的超声波测距系统主要由超声波发射器、接收器、单片机和显示装置组成。
其工作原理如下:1.1 超声波发射器发射超声波信号,信号经过空气传播后,被目标物体反射返回。
1.2 超声波接收器接收到反射的超声波信号,并将信号转化为电信号。
1.3 单片机通过IO口控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式,实现信号的发射和接收。
1.4 单片机通过计算超声波信号的往返时间,即可得到目标物体与传感器之间的距离。
1.5 显示装置将测得的距离信息显示出来,供用户参考和使用。
二、系统设计与实现2.1 硬件设计超声波发射器和接收器的选型是系统设计的关键。
通常情况下,超声波发射器和接收器的工作频率应匹配,常用的频率有40kHz和50kHz。
此外,还需选择合适的单片机和显示装置。
2.2 软件设计软件设计主要包括超声波信号的发射和接收控制以及距离计算等功能。
通过编程,可以实现以下功能:2.2.1 控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式。
2.2.2 通过IO口读取接收器接收到的信号,并将其转化为数字信号。
2.2.3 使用定时器测量超声波信号的往返时间。
2.2.4 根据往返时间计算目标物体与传感器之间的距离。
2.2.5 将测得的距离信息显示在显示装置上。
三、系统优势基于单片机的超声波测距系统具有以下优势:3.1 非接触式测距:超声波测距系统可以实现对目标物体的非接触式测距,无需直接接触目标物体,避免了传感器与目标物体之间的摩擦和磨损。
3.2 高精度:超声波测距系统通过测量超声波信号的往返时间,可以实现较高的测距精度,通常可达到毫米级别。
3.3 快速响应:超声波测距系统的测量速度快,响应时间短,适用于需要快速测量的应用场景。
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目录一、课程设计目的 (2)二、内容及要求 (2)2.1、设计内容 (2)2.2、设计要求 (2)三、超声波传感器的工作原理 (2)四、系统框图 (3)五、单元电路设计原理 (3)5.1、51系列单片机的功能特 (4)5.2、超声波发射电路 (4)5.3、超声波检测接收电路 (5)六、完整的电路图…………………………………………………………………七、程序流程图 (6)八、参考文献 (7)九、设计中的问题及解决方法 (7)十、总结 (7)一、课程设计目的通过《传感器及检测技术》课程设计,掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。
进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。
二、内容及要求超声波测距系统设计2.1设计内容采用40KHz的超声波发射和接收传感器测量距离。
可采用发射和接收之间的距离,也可将发射和接收平行放在一起,通过反射测量距离。
功能:1)LED数码管显示测量距离,精确到小数点后一位(单位:cm)。
2)测量范围:30cm~200cm。
3)误差<0.5cm。
4)其它。
2.2设计要求1)掌握传感器的工作原理及相应的辅助电路设计方法。
2)独立设计原理图及相应的硬件电路。
3)设计说明书格式规范,层次合理,重点突出。
并附上详细的原理图。
三、超声波传感器的工作原理由于超声波指向性强,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。
利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。
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,本文采用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。
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。
实用的测距方法有两种,一种是在被测距离的两端,一端发射,另一端接收的直接波方式,适用于身高计;一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式,适用于测距仪。
此次设计采用反射波方式。
理论计算如图1所示为反射时间法,是利用检测声波发出到接收到被测物反射回波的时间来测量距离其原理如图所示,对于距离较短和要求不高的场合我们可认为空气中的声速为常数,我们通过测量回波时间T利用公式(T/2)CS=其中,S为被*测距离、V为空气中声速、T为回波时间(T2=),这样可以求出距离:T1T+T2)/2-C(T1S图1 测距的原理超声波测距的算法设计原理为超声波发生器T 在某一时刻发出一个超声波信号,当这个超声波遇到被测物体后反射回来,就被超声波接收器R 所接收到。
这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间,就可算出超声波发生器与反射物体的距离。
在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0,利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。
当收到超声波反射波时,接收电路输出端产生一个负跳变,在INT0或INT1端产生一个中断请求信号,单片机响应外部中断请求,执行外部中断服务子程序,读取时间差,计算距离。
四、系统框图单片机发出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 ,再由软件进行判别、计算,得出距离数并送LED 显示。
图2 超声波测距仪原理框图五、单元电路设计原理硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。
单片机采用AT89C51或其兼容系列。
采用12MHz 高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。
单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz 的方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返超声波发射器 放大电路 超声波接收器 放大电路 锁相环检波电路定时器 单片机控制 显示器回信号。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管,段码用74LS04驱动。
5.1 51系列单片机的功能特点5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式,内部由CPU,4KB的ROM,256B的RAM,2个16B的定时/计数器T0和T1,4个8 B的I/O端口:P0,P1,P2,P3,一个全双功串行通信口等组成。
特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(EPROM),使其在实际中有着十分广泛的用途,在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。
该系列单片机引脚与封装如图3所示。
图3 51系列单片机封装图5l系列单片机提供以下功能:4KB存储器;256BRAM;32条I/O线;2个16B 定时/计数器;5个2级中断源;1个全双向的串行口以及时钟电路。
空闲方式:CPU停止工作,而让RAM、定时/计数器、串行口和中断系统继续工作。
掉电方式:保存RAM的内容,振荡器停振,禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。
5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。
充分利用他的片内资源,即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。
5.2超声波发射电路超声波发射电路原理图如图4所示。
发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成,单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极,另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极,用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端,可以提高超声波的发射强度。
输出端采两个反向器并联,用以提高驱动能力。
上位电阻R7、R8一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力,另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡时间。
图4 超声波发射电路原理图压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。
当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片会发生共振,并带动共振板振动产生超声波,这时它就是一个超声波发生器;反之,如果两电极问未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收换能器。
超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同,使用时应分清器件上的标志。
5.3 超声波检测接收电路如图5可以看到,集成芯片CX40106在接收部分电路中起了很大的作用。
CX40106是一款应用广泛的红外线检波接收的专用芯片,也适用于超声波,其具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点,由于红外遥控常用的载波频率38 KHz与测距的超声波频率40 KHz比较接近,而且CX40106内部设置的滤波器中心频率f0可由其5脚外接电阻调节,阻值越大中心频率越低,范围为30~60 KHz。
故本次设计用它来做接收电路。
CX40106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。
工作过程如下:接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器,将信号调整到合适幅值的矩形脉冲,由滤波器进行频率选择,滤除干扰信号,再经整形,送给输出端7脚。
当接收到与CX40106滤波器中心频率相符的回波信号时,其输出端7脚就输出低电平,而输出端7脚直接接到AT89C51的INT0引脚上,以触发中断。
若频率有一些误差,可调节芯片引脚5的外接电阻R2,将滤波器的中心频率设置在40KHz,就可达到理想的效果。
图5 超声波检测接收电路六、完整的电路图(附于设计报告最后)七、程序流程图软件分为两部分,主程序和中断服务程序,如图 6 所示。
主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。
定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射,外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。
主程序流程图定时中断服务子程序外部中断服务子程序图6软件流程图主程序首先是对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时计数器模式。
置位总中断允许位EA并给显示端口P0和P1清0。
然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲,为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发,需要延时约0.1 ms(这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因)后,才打开外中断0接收返回的超声波信号。
由于采用的是12 MHz的晶振,计数器每计一个数就是1μs,当主程序检测到接收成功的标志位后,将计数器T0中的数(即超声波来回所用的时间)按公式计算,即可得被测物体与测距仪之间的距离,设计时取20℃时的声速为344 m/s则有:=d=0cm172T0/1000(c?t)/2其中,T0为计数器T0的计算值。
测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示约0.5s,然后再发超声波脉冲重复测量过程。
为了有利于程序结构化和容易计算出距离,主程序采用C语言编写。
八、参考文献[1] 梁森.自动检测技术及应用.北京:机械工业出版社.2010.1[2] 华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉:武汉华中科技大学出版社.2002.5[3] 胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化.2003.10[4] 时德刚.刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制.2002.10[5] 李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社.1993.6[6] 苏长赞.红外线与超声波遥控.北京:人民邮电出版社.1993.7[7] 张谦琳.超声波检测原理和方法.北京:中国科技大学出版社.1993.10九、设计中的问题及解决方法单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差tr,然后求出距离s=ct/2,式中的c 为超声波波速。
限制该系统的最大可测距离存在4个因素:超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。
接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。
为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差,可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射/接收的设计方法。
由于超声波属于声波范围,其波速C与温度有关。
十、总结以往每做一次课程设计,感觉自己的收获总会不少,这次也不例外经过为期两个星期的课程设计,我将传感器及检测技术中的理论与实践相结合起来,对超声波传感器的原理及功能也有了进一步认识理解,还将单片机的原理结合起来了。
做课程设计是为了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合,在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论及应用知识并加以综合提高,学会将知识应用于实际的方法,提高分析和解决问题的能力。
还有一点让我很感动,遇到问题时,同学不厌其烦的帮忙解决问题举动,意识了一个团体力量的伟大。