中使用的系统的方框图。显示的坐标系统被在测量环境过程中使用。测量的目标位于原点并且在以平面中心为原点的平面中测量。在这些实验过程中，在数字里显示的金属形成的物体是测量目标。测量设备被放在轴的原点上，使用有独立输送和接收的超声波传感器日本陶器制法来进行测量。在图中，超声波传感器被安排有左右接受器和在中心内的输出器。那些目标的反射波两台接收传感器接收，并且是模拟对数字化的转变抽样率，位。在之后处理，数据是对识别电路的输入。通过使用两台接收的传感器，因为输入信息的增加，下列效应可以被预测改进识别率不仅是简单的物质识别，而且种类更复杂的结合体如角和测量距离的识别。识别电路被提出的识别方法是个运算法则，在数据匹配过程中，这个法则可以被作为条组合的逻辑电路的硬件来执行。个匹配电路决定着输入数据是否在最大和最少的参考数据内。匹配电路当决定来自于条组合的逻辑电路时，参考数据和输入数据被量化成二维的形式，每排进行比较。组合的逻辑电路用来比较两排。从而，组合的逻辑电路有输入来比较个波形数据。被提议的系统使用两台传感器组合的逻辑电路进行每种类的识别。条组合的逻辑电路把少量参考数据和输入数据进行比较。如果比较的两排匹配精确，是输出量否则，是输出量。为了创建比较这对排的组合的逻辑电路，从参考数据中创建份真实的表格。首先，每个种类的参考数据如图中所示被量化成二维的形式。等于或者超过参考数据的最大量的区域被调整到，最小量被调整到，并且其他区域被调整到涉及不到的区域。下步，排量化的参考数据被作为真实表格确定，并且建立了在每排和输入数据相配的组合的逻辑电路。通过增加不被关注的真实表格，由于测量条件，识别电路吸收波形内的变化，例如随着温度的变化。电路可以在尺寸方面简化，因为并非所有数据值都要在识别过程中引用。输入数据被类似量化。相同或是比数据值大的地区的数据值调整到和小于这个区域的数据值对应。然后每排输入数据被选出，对相应排的组合的逻辑电路的输入，与参考数据相比。图显示在真实表格和在图的第排的组合逻辑电路之间的输入产量关系。路。超声波测距系统的软件设计单片机编程产生超声波，在系统发射超声波的同时利用定时器的计数功能开始计时，接收似乎在同时显示不同字形。为了减少硬件开销，提高系统可靠性并降低成本，单片机控制系统通常采用动态扫描显示。但是由于本系统所用的单片机引脚少，剩余引脚很多，而且也只需显示三位字符，所以，采用了静态的显示示管原理和结构单片机对管的显示可以分为静态和动态两种。静态显示的特点是各管能稳定地同时显示各自字形动态显示是指各轮流地遍遍显示各自字符，人们由于视觉器官惰性，从而看到的是各显示管原理图。八段显示管由八只发光二极管组成，编号是和，分别与同名管脚相连。七段显示管比八段少只发光二极管，其他与八段相同。图八段数码显七段和八段之分，也有共阴和共阳两种。数码管结构简单，价格便宜。图示出了八段数码显示管的结构和原理图。图为八段共阴数码显示管结构图，图是它的原理图，图为八段共阳号通过高通滤波后经放大，最后经二极管整形后输出到单片机中断口。是单运放集成芯片，图为管脚图。图管脚图显示模块的设计，发光二极管有此时的信号比较弱，必需经过放大。本系统采用了对接收到的信号进行放大，接收电路如图所示。图接收电路超声波探头接收到超声波后，通过声电转换，产生正弦信号，其频率为传感器的中心频率，即。该信。目录摘要目录第章超声波测距系统设计超声波测距的原理超声波测距系统电路的设计总体设计方案发射电路的设计接收电路的设计显示模块的设计超声波测距系统的软件设计本章小结第章绪论课题背景，目的和意义两种常用的超声波测距方案基于单片机的超声波测距系统基于的超声波测距系统课题主要内容第章超声波传感器超声波传感器的原理与特性原理特性超声波传感器的检测方式超声波传感器系统的构成本章小结第章单片机简介单片机基础知识单片机的内部结构单片机的基本工作原理单片机的分类及发展单片机的特性本章小结第章电路调试及误差分析电路的调试系统的误差分析声速引起的误差单片机时间分辨率的影响本章小结结论致谢参考文献附录附录附录第章超声波测距系统设计超声波测距的原理单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差，然后求出距离式中的为超声波在空气中传播的速度。限制该系统的最大可测距离存在四个因素超声波的幅度反射物的质地反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小可测距离。为了增加所测量的覆盖范围，减少测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射接收的设计方法。由于超声波发球声波范围，其波速与温度有关，表列出了几种不同温度下的波速。表声速与温度的关系温度声速波速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。其系统原理框图如图所示。图超声波测距系统框图单片机发出短暂的信号，经放大后通过超声波换能器输出反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入，锁相环对此信号锁定，产生锁定信号启动单片机中断程序，读出时间，再由系统软件对其进行计算判别后，相应的计算结果被送至数码管进行显示。在下节里，我们将详细介绍超声波测距仪的各部分电路的设计思路及方法。超声波测距系统电路的设计总体设计方案由单片机编程产生的方波，由口输出，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的检波放大积分整形及系列处理，送至单片机。单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离，并由单片机控制显示出来。该测距装置是由超声波传感器单片机发射接收电路和显示器组成。传感器输入端与发射接收电路相连，接收电路输出端与单片机相连接，单片机的输出端与显示电路输入端相连接。其时序图如图所示。图时序图单片机在时刻发射方波，同时启动定时器开始计时，当收到回波后，产生负跳变到单片机中断口，单片机响应中断程序，定时器停止计数。计算时间差，即可得到超声波在媒介中传播的时间，由此便可计算出距离。发射电路的设计由单片机产生的的方波需要进行放大，才能驱动超声波传感器发射超声波，发射驱动电路其实就是个信号放大电路，本课题所选用的是集成芯片，图为发射电路图。