超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)及其接口技術(shù)課程課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名學(xué)生姓名:JGuo學(xué)號：號：學(xué)院:計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院專業(yè):自動化題目:倒車測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師職稱職稱副教授職稱職稱講師2013年10月21日行寄存器配置以及時(shí)間測量控制，時(shí)間測量結(jié)果傳回給單片機(jī)通過算法進(jìn)行距離的精確計(jì)算和處理，再將結(jié)果送給液晶顯示出來。3.2紅外測距紅外測距紅外線發(fā)射器不斷發(fā)射出頻率為40kHz的紅外線經(jīng)障礙物反射紅外線接收器接收到反射波信號并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。測

2、出發(fā)射波與接收到反射波的時(shí)間差t即可求出距離：(33)2cst??(33)式中c為光速度一般取3108ms。本文采用“計(jì)數(shù)”方式通過單片機(jī)處理進(jìn)行測量其基本原理是：紅外線發(fā)射器始終處于發(fā)射紅外線的狀態(tài)當(dāng)紅外接收器第一次接收到障礙物反射回的紅外線時(shí)經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)計(jì)數(shù)啟動信號單片機(jī)的計(jì)數(shù)器開始以一定頻率計(jì)數(shù)；當(dāng)紅外線接收器第二次接收到反射回的紅外線時(shí)經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)停止計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。通過編程單片機(jī)自動處理用脈沖的

3、周期T乘以脈沖數(shù)n就得到發(fā)射紅外線到接收紅外線的時(shí)間差t即：t=nT(34)，(34)式代入(33)式就得測量距離。系統(tǒng)的建立根據(jù)以上的測距原理設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的基本構(gòu)架。紅外線測距系統(tǒng)的紅外發(fā)射電路發(fā)射出40kHz頻率的紅外線當(dāng)遇到障礙物紅外線發(fā)生漫反射紅外線接收電路第一次接收到反射的紅外線時(shí)給單片機(jī)一個(gè)信號脈沖啟動單片機(jī)內(nèi)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器置位進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)當(dāng)接收電路第二次接收到反射器的紅外線時(shí)經(jīng)單片機(jī)處理給出一個(gè)信號脈沖使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)被

4、鎖存然后經(jīng)單片機(jī)處理將測量的距離顯示在顯示器上。3.3超聲波測距超聲波測距與激光測距、紅外線測距相比超聲波對外界光線、色彩和電磁場不敏感更適于黑暗、電磁干擾強(qiáng)、有毒、灰塵或煙霧的惡劣環(huán)境在識別透明及漫反射性差的物體上也更有優(yōu)勢。超聲波測距是一種非接觸式測量廣泛應(yīng)用于倒車防撞雷達(dá)、機(jī)器人接近覺、海洋測量、物體識別等領(lǐng)域。超聲波測距原理超聲波測距從機(jī)理上可以分為共振式和脈沖反射式兩種該設(shè)計(jì)采用后者。工作時(shí)由超聲波發(fā)射極發(fā)射超聲波同時(shí)開始計(jì)時(shí)

5、超聲波在空氣中傳播當(dāng)碰到障礙物時(shí)由于其良好的反射能力而被反射由超聲波接收極接收此時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束。記超聲波往返的時(shí)間為t根據(jù)s=ct2計(jì)算超聲波收發(fā)極與障礙物之間的距離這就是通常所說的渡越時(shí)間法也稱時(shí)間差測距法。其中c為超聲波波速與環(huán)境溫度有關(guān)在測量精度要求高的場合要考慮溫度影響可由軟件進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償在測量精度要求不是很嚴(yán)格的情況下可以忽略溫度的影響認(rèn)為c為常數(shù)設(shè)計(jì)中取c=340ms。根據(jù)對以上三種傳感器性能的比較，雖然能明顯看出來激光傳感器是