超声波测距宣讲.pptx

组 员：叶现中 余永祥 陈海洋组 长：叶现中 指导教师：范江波联络电话：[phone]超声波测距仪超声波测距仪设计与制作超声波测距宣讲第1页主要内容v1.基于51单片机超声波测距仪设计背景v2.超声波测距仪功效介绍v3.超声波测距仪功效实现方法v4.结束语v5.致谢超声波测距宣讲第2页超声波测距仪设计背景v伴随社会发展，人们对距离或长度测量要求越来越高。超声波测距因为其能进行非接触测量和相对较高精度，越来越被人们所重视。超声波测距宣讲第3页超声波测距系统设计框图超声波测距宣讲第4页控制系统组成1.控制系统主要由微处理器（ATMEL企业AT89C51单片机）2.时钟电路（采取12MHz无源晶体振荡器）3.直流电源（直流5V电源）4.显示器件（四位数码管显示）超声波测距宣讲第5页超声波系统电源电路超声波测距宣讲第6页单片机系统及显示电路 v 单片机采取89S51或其兼容系列。采取12MHz高精度晶振，以取得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波转化器所需40KHz方波信号，利用外中止0口检测超声波接收电路输出返回信号。显示电路采取简单实用4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管驱动。超声波测距宣讲第7页单片机系统及显示电路超声波测距宣讲第8页超声波接收电路v超声波接收部分采取集成芯片CX6A，这是一款红外线检波接收专用芯片。内部电路由前置放大器、自动偏置电平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和整形输出电路组成。能够利用它作为超声波检测电路。v接收回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到适当幅值；再经过带通滤波器滤波得到有用信号，滤除干扰信号；最终由峰值检波器和整形电路输出到锁相环路，实现准确计时。超声波测距宣讲第9页超声波发射电路超声波测距宣讲第10页超声波测距宣讲第11页系统方案分析与论证v影响精度原因分析v依据超声波测距式(1)可知测距误差主要是由超声波传输速度误差和测量距离传输时间误差引发。v对于时间误差主要由发送计时点和接收计时点准确性确定，为了能够提升计时点选择准确性，本文提出了对发射信号和加收信号经过校正方式来实现准确计时。另外，当要求测距误差小于1 mm时，假定超声波速度C=340 ms(25室温)，使用12 MHz晶体作时钟基准89C51单片机定时器能方便计数到1s精度，所以系统采取AT89S51定一时器能确保时间误差在1 mm测量范围内。时间差值精度到达微秒级，就能确保测距误差小于1 mm误差。所以可忽略声速传输误差。v超声波传输速度主要受空气密度所影响，空气密度越高则超声波传输速度就越快，而空气密度又与温度有着亲密关系。温度与超声波速度之间近似公式为：v v式中：C0为零度时声波速度332 ms；T为实际温度()。由此可见，测量精度与温度有着直接关系，本文采取DS18B20温度传感器，对外界温度进行测量，并在软件中实现温度赔偿。v超声波测距宣讲第12页超声波测距宣讲第13页DXP 介绍v DXP，它是完全一体化电子产品开发系统一个新版本，也是业界第一款也是唯一一个完整板级设计处理方案。DXP 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计嵌入式软件开发功效整合在一起产品，一个同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计处理方案，含有将设计方案从概念转变为最终成品所需全部功效。超声波测距宣讲第14页超声波控制系统电路图超声波测距宣讲第15页超声波电路印制板图超声波测距宣讲第16页超声波控制系统功效v此图为简易超声波测距仪，制作简单。多用于测量两物体之间距离超声波测距宣讲第17页超声波测距宣讲第18页控制系统软件流程图超声波测距宣讲第19页超声波测距系统软件设计超声波测距系统软件设计超声波测距宣讲第20页软件开发环境介绍 keil C51v Keil C51是美国Keil Software企业出品51系列兼容单片机C语言软件开发系统。Keil C51软件提供丰富库函数和功效强大集成开发调试工具，全Windows界面。另外主要一点，只要看一下编译后生成汇编代码，就能体会到Keil C51生成目标代码效率非常之高，多数语句生成汇编代码很紧凑，轻易了解。在开发大型软件时更能表达高级语言优势。超声波测距宣讲第21页ceil C51开发界面超声波测距宣讲第22页STC-ISP V3.1 软件下载界面超声波测距宣讲第23页结语v应用本系统3 mm20 m内目标做了屡次测量，测量结果为，其最大误差为1.5 mm，且重复性好。可见基于单片机设计超声波测距系统含有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。所以，它可用于许多对测量要求精度高，测量范围适当设备和各种检测系统中。超声波测距宣讲第24页致谢v感激大学四年里教过我老师，不但让我学到了许多专业知识，更让我知道有严谨和勤奋学习态度，坚忍不拔精神是多么主要，最主要是对人生态度。v感激我导师对我毕业设计悉心指导，提出了很好提议和提供很多帮助。v最终，感激辩组老师，谢谢！超声波测距宣讲第25页