6。1  40kHz脉冲产生电路 14

6。2  回波信号检测及数据读取 14

6。3  LCD显示器电路 14

6。4  仿真波形图 15

7  系统硬件与调试 15

结论 17

参考文献 18

致谢 19

附录 20

附录一：分频模块 20

附录二：LCD1602显示电路 21

附录三：超声波模块回波测量 24

1  前言

1。1  选题背景来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

当今世界人们的生活水平日益提高，对于城市的建设也在一天天的加快，相应地城市中的排水系统也获得了大力的发展，许多以前存在的状况在一天天的改善。然而，因为存在一些无法预见的因素，即使城市的排水系统已经在发展，但往往比城市建设落后。所以，排水系统常常需要开挖已经建设好的建筑。人们因为城市污水的问题而发愁，因此排污疏通箱涵对排水系统进行污水处理有着十分重要的意义，可以让人们生活的安逸。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。而对于超声波测距仪的设计就是控制系统的核心部分。

在科学技术日益蓬勃的今天，超声波也将越来越多的应用在传感器中。但是目前来说人们能够利用的传感技术还是很有限的，所以，这个技术和领域正在大力发展中并且有着无限的前景。展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题[1]。不用怀疑的是，在以后的某一天，超声波传感器将会实现自动化智能化，和其它的一些传感器融合形成多传感器。

1。2  课题研究的意义论文网

超声波是一种非接触的测量技术，具有性能好，指向性强，传播距离较远，能量消耗缓慢，抗干扰能力强等特点，其在很多场合都有应用。但是在实际生活中，超声波测距也有着许多的缺点。

超声波在空气中衰减极大，由于测量距离的不同，造成回波信号的起伏变化，不同幅度回波信号在通过固定门限比较器的整形过程中，回波到达时间的测t产生较大的误差，另外就是构成超声波传感器的压电陶瓷片在压电的双向转换过程中，存在惯性、滞后等现象，以及超声波脉冲在空气中传播本身及多重的反射路径，均导致回波信号被展宽，也使测量产生较大的误差，影响了测距的分辨率。其他还有一些因素，诸如环境温度，风速等也会对测量造成一定的影响[2]。

超声波在介质中传输的速度和其在介质中传输的时间共同决定了超声波测距的测量精度。但目前市场上主要正在使用的超声波测距大多数是以单片机为主要芯片，产生触发信号并且负责接收处理回波的。其优点是降低了成本，但是缺点是对于精度和距离的测量以及控制时序的能力是有限的。而FPGA具有电路执行速度快、上市时间不长、成本不高、可靠性高等优点。所以，本文设计了一款以FPGA做基础的超声波测距仪。