单片机系统的单脉冲反射式超声测距仪设计
[关键词:单片机,单脉冲,超声测距仪] [热度 ]提示:此毕业设计论文完整版包含【论文,源程序】 作品编号:txgc0152,word全文:54页,合计:19000字 |
本文的主要工作如下:
第一章:主要介绍一下测距的主要方法,综述一下测距技术的发展史和超声波测距的原理。并且一定程度地介绍一下超声波传感器工作的原理。
第二章:超声波测距仪整体设计方案介绍。主要是介绍一下测距仪的主要构成部分并且介绍测距方法的确定和原因,并且画出测距仪的方框图。
第三章:本章是设计的重要部分:在这一章中主要介绍系统的各个功能模块和它们的电路图,它是在第二章的基础上更加细致地介绍测距仪的各个组成部分,简要分析电路图的工作过程及功能。
第四章:本章是软件设计部分。在本章要画出设计所用到的程序的流程图,写出部分程序的源代码。
另外还有设计的精度说明,误差分析,抗干扰设计等,这些内容将在以后几个章节中分别说明。
测距方法的确定
本文主要是依据超声波的测距原理设计的测距仪。基于超声波的物理基础,可以采用脉冲延时法或相位调制法。脉冲延时法和相位调制法是超声波测距的两种不同的方法。脉冲延时法是根据超声波在传输介质中的传输时间来求出距离的,具体方法如下:根据超声波在介质中的传播速度V和传输时间T来求 距离S的。而相位调制法是根据超声波在传输过程中相位的改变程度计算距离的。就精度来将相位调制法更胜一筹,但是从整体的难易程度和实际应用价值来看,脉冲延时法比较容易实现,精度在一般的应用中也是足够的,所以,本论文选用脉冲延时法。
测距仪功能要求
本文所设计的超声波测距仪是一个具有一定程度的自动化和智能化的测量仪器,他在完成基本的测量任务时还要可以记录测量的数据。并且在人民需要的时候还可以读取数据等,这些是测距仪的基本要求和应该具有的功能。
总结得出,测距仪的主要功能有:能够即时测量,可以有效记录测量结果,可以查阅测量结果,清除无效记录等。
测距仪系统结构设计
通过以上对测距仪功能的基本要求和分析,容易得出超声波测距仪需要具有以下功能模块:单片机处理单元;显示电路及组成部分;控制电路部分;以及超声波发射和接收传感器;发射电路以及接收电路部分等。
(1) 单片机控制整个系统的运行,发射脉冲,检测到回波后读入深度及A/D信号。
(2) 接收放大器包括三级放大器,一级前置放大器,一级带通放大器及一级程控放大器,接收机带宽为2KHz,以满足最佳通频带的要求。
(3) 回波检测中用到了滑动门限技术及双门限检测技术。
本文设计的超声波测距仪是以单片机为核心的应用系统,其中包括超声波发射电路,接收电路,单片机处理单元,EEPROM数据存储器,显示单元电路等,采用的是单片机控制处理系统,这次设计主要硬件和软件两方面的结合来实现测距功能。经过论证,本文采用的设计方案是可行,有效的。
在这个课题中,要设计一个实际可行的测距仪,涉及到相当多的知识。如模拟电子、数字电子,检测与转换技术等课题的知识。在设计过程中传感器的选择,发射电路的放大调谐,接收电路的放大滤波,门限电路的设计,门限电压的确定,数据的存储,软件的编写等都使我的知识在实践中得到应用。该题目虽然不大,但是涉及的知识面很广,需要明白和注意的地方多,处理难道大,系统电路较复杂,难度也较大,无论是搜集材料还是绘制电路图工作都比较大。
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