《超声波测距》PPT课件

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1、超声波测距器的设计一、功能要求超声波测距器可应用于汽车倒车。建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度、物体厚度等的测量。其测量范围为0.10~4.00m，测量精度为1cm。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰、稳定地显示测量结果。CompanyLogo二、方案论证由于超声波指向性强，能量消耗慢，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，计算处理也比较简单，并且在测量精度方面也能达到使用的要求。超声波发生器可以分为两大类：一类是使用电气方式产生超声波；另一类是用机械方式产生超声波。电气方

2、式包括电压型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波各不相同，因而用途也各不相同。目前在近距离测量方面较为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，本例决定采用AT89C52单片机作为主控器，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完成。超声波测距器系统设计框图如下：CompanyLogo二、方案论证超声波测距系统框图CompanyLogo三、系统硬件电路的设计单片机系统及显示电路1超声波发射电路2超声波检测接收电路3硬件电路主要分为以下三个部分：CompanyLogo三、系

3、统硬件电路的设计1.单片机系统及显示电路单片机采用89C51或其兼容系列。系统采用12MHZ高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，并减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。单片机系统及显示电路如图：CompanyLogo基本原理：CompanyLogo超声波发射接收传感器连接外壳的是接地端，黑圈的是正极CompanyLogo发射原理：发射电路主要由反相器74LS04和超声波换能器构成

4、，单片机P1.0口输出40khz的方波信号一路经一级反相器送到换能器的一端，另一路经两级反相器后送到换能器的另一端，用这种推挽的方式把方波信号加到换能器两端可以提高超声波发射的强度。CompanyLogo74LS04CompanyLogo接收原理CompanyLogoCompanyLogo电路原理图CompanyLogo74LS07CompanyLogo74LS245CompanyLogoCompanyLogo四、系统程序的设计1.超声波测距器的算法设计距离计算公式：d=s/2=(vt)/2其中d是被测物与测距器的距离；s是超声波的来回路程，v是超声波在当前

5、温度下的速度，t是发送和接收超声波所经历的时间。CompanyLogo四、系统程序的设计超声波测距器原理图TR障碍物CompanyLogo四、系统程序的设计2.主程序算法设计主程序首先要对系统环境初始化，设置定时器工作模式为16位定时、计数器模式，置位总中断允许位EA并对显示端口P0和P2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，需要延迟0.1ms后才打开外中断0，接收返回的超声波信号。由于采用12MHZ晶振，计数器每记一个数就是1us，取20℃时的超声波传输速度v=344m/s,则d=(vt)

6、/2=344t/2=(172T0/106)m=(172T0/10000)cm其中T0为中断T0的计数值。测出距离后，结果以十进制BCD码方式送往LED显示约0.5S，然后再发出超声波脉冲重复测量。主程序流程图如下：CompanyLogo距离计算距离计算公式：D=S/2=(V×t)/2CompanyLogoCompanyLogo初始化超声测距器单片机程序/*--------------------------------------MCUAT89C51XAL12MHz--------------------------------------*/#includ

7、e#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlongUchartab1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf,0xff};uchartab2[]={0x01,0x02,0x04,0x08,};externvoidcs_t(void);externvoiddelay(uint);datauchardispram[5];

8、voiddisplay(){intj;for(j=0