- 上一篇：基于STC89C51单片机温度控制系统设计+电路图+程序
- 下一篇：E2PROM基于单片机的USB接口电路及其在通信处理中的应用
软件控制脉冲发射、检测回波信号：程序采用的是脉冲测量法，由单片机引脚产生40KHz 的脉冲信号，每次测量发射的脉冲数至少要 12个完整的 40KHz 脉冲。同时发射信号前打开计数器，进行计时；等计时到达一定值后再开启检测回波信号，以避免余波信号的干扰。采用外部中断对回波信号进行检测（回波信号送到单片机的为一序列方波脉冲）。接收到回波信号后，马上读取计数器中的数值，此数据即为需要测量的时间差数据。经过处理后得到这一次测距值。
假设室温下声波在空气中的传播速度是 335.5m/s，测量得到的声波从声源到达目标然后返回声源的时间是 t 秒，则距离 d 可以由公式计算：d=33550(cm/s)*t(s)，因为声波经过的距离是声源与目标之间距离的两倍，声源与目标之间的距离应该是 d/2。
1.1 设计项目概述
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，因而超声波被广泛应用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便，计算简单，已做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用要求，测量时与被测物体无直接接触等，这些优点使其广泛应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位测量、精深测量等场合。目前国内一般实用专用集成电路设计超声波测距器，但是成本高，没有显示，操作不便，操作使用不方便，创展不灵活。基于单片机的超声波测距易克服了上述缺点，应用非常广泛。
1.2 设计要求
设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、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、管道长度的测量等场合。具体要求如下：
(1)测量范围在0.5-1.11m，测量精度1cm。
(2)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。
1.3 超声波测距原理
采用单片机作为主控制器，用LED数码管作为显示仪器来显示所测的距离。由单片机发射和接受超声波信号，再经过单片机计算输出显示被测距离，即超声波发生器T在某一时刻发出一段超声波信号，当超声波遇到障碍物（被测物体）后返回被接收器R接受。测距的原理如图1.1。
测距的原理
本设计采用超声波往返时间检测法,只要计算出发射超声波和接收到超声波之间的时间，就可以计算出超声发射器与反射物体的距离。距离计算公式为：
其中：d为被测物与测距器的距离，s为声速的来回路程，c为声速，t为声波来回所用的时间。
超声波是指频率高于20KHZ的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯称之为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器两种，但是一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器利用压电效应的原理将超声波和电能相互转换，即在发射超声波的时候，将电能转换为超声波，而在收到回波的时候，则将超声振动转换为电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，超声波测距适用于高精度的中长距离测量，因为超声波在标准空气中的传播速度为332.45m/s。单片机使用12MHZ晶振，所以此系统的测量精度理论可以达到毫米级。
-
stc15单片机水温水压无线监...
-
PIC16F73单片机逆变电源硬件电路设计+电路图
-
51单片机永磁直流无刷电动机驱动控制器设计
-
Arduino单片机车载太阳能空气净化器设计
-
AT89C51单片机的无线环境监测装置设计+程序
-
STC15W404AS单片机太阳能自动浇花器的设计
-
PIC18F4520单片机水下机器人...
巴金《激流三部曲》高觉新的悲剧命运
C++最短路径算法研究和程序设计
NFC协议物理层的软件实现+文献综述
g-C3N4光催化剂的制备和光催化性能研究
上市公司股权结构对经营绩效的影响研究
中国传统元素在游戏角色...
现代简约美式风格在室内家装中的运用
江苏省某高中学生体质现状的调查研究
高警觉工作人群的元情绪...
浅析中国古代宗法制度